過去十年，機(jī)器人領(lǐng)域的研究蓬勃發(fā)展，旨在應(yīng)對對行業(yè)和公共領(lǐng)域具有真正價值的挑戰(zhàn)。隨著新的機(jī)器人系統(tǒng)每隔一天就會出現(xiàn)，開發(fā)可用于評估其性能并測試支撐其功能的算法的可靠工具就顯得尤為重要。

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牛津機(jī)器人研究所、制造技術(shù)中心(MTC)和伯明翰大學(xué)的研究人員最近推出了RAMP(機(jī)器人裝配操縱和規(guī)劃)，這是一個可用于評估裝配機(jī)器人(即設(shè)計用于裝配的機(jī)器人)能力的基準(zhǔn)。組裝產(chǎn)品)來操縱物體并計劃它們的工作。arXiv預(yù)印本服務(wù)器上發(fā)表的一篇論文中介紹的新基準(zhǔn)有助于增強(qiáng)裝配機(jī)器人的能力，促進(jìn)其在制造業(yè)中的使用。

“這篇論文是與英國考文垂的制造技術(shù)中心(MTC)合作完成的，該中心有一系列行業(yè)合作伙伴，都在裝配的長期規(guī)劃領(lǐng)域面臨著類似的問題，”杰克·柯林斯(JackCollins)說道，他是該中心的研究人員之一。進(jìn)行這項研究的研究人員告訴TechXplore。

“這個問題領(lǐng)域在機(jī)器人技術(shù)中存在許多挑戰(zhàn)和開放性問題，因此我們與MTC合作設(shè)計了一個基準(zhǔn)，該基準(zhǔn)反映了該領(lǐng)域和挑戰(zhàn)，同時也確保研究人員可以訪問它，以便他們能夠為解決相關(guān)問題做出貢獻(xiàn)。”

這項工作是在牛津大學(xué)IngmarPosner教授指導(dǎo)下的EPSRC嵌入智能計劃資助范圍內(nèi)進(jìn)行的。“我們基準(zhǔn)的目標(biāo)是挑戰(zhàn)驅(qū)動、易于訪問和開放。我們的愿景是提供一個平臺，該平臺將進(jìn)一步發(fā)展為社區(qū)驅(qū)動的努力，以推進(jìn)機(jī)器人技術(shù)研究，并重點(diǎn)關(guān)注制造和裝配領(lǐng)域的特定應(yīng)用。”

測試和收集基線方法性能數(shù)據(jù)時使用的真實機(jī)器人設(shè)置的圖片。圖片來源：牛津機(jī)器人研究所

波斯納、柯林斯和他們的同事著手創(chuàng)建一個開放式基準(zhǔn)，可以應(yīng)用于更廣泛的機(jī)器人裝配任務(wù)。RAMP利用一系列可重新配置和擴(kuò)展的基礎(chǔ)部件來測試機(jī)器人組裝更廣泛物體的能力。

“為了解決目標(biāo)配置的變化，RAMP需要明確的推理和規(guī)劃來決定組裝梁的順序，否則結(jié)果將是不可行的組裝順序，”柯林斯解釋道。

從本質(zhì)上講，RAMP允許用戶可靠地評估機(jī)器人操縱器將各種光束組裝成幾種不同目標(biāo)配置之一的能力。該基準(zhǔn)是圍繞場外施工中的常見挑戰(zhàn)而設(shè)計的，其中部件是在場外預(yù)制和組裝的，例如形成構(gòu)成建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框架。

Collins表示：“該基準(zhǔn)測試的橫梁由一系列3D打印接頭和鋁型材制成，目標(biāo)是盡快將這些橫梁組裝成給定的目標(biāo)配置，同時確保可重復(fù)性。”“RAMP的設(shè)計獨(dú)特，用于評估需要對裝配順序進(jìn)行明確推理的長期裝配任務(wù)。我們的基準(zhǔn)還通過將所有內(nèi)容公開供人們開始使用來降低進(jìn)入門檻。”

RAMP是公開可用的，因此世界各地的研究人員和制造商現(xiàn)在可以使用它來測試自己的機(jī)器人系統(tǒng)。為用戶提供了開始使用基準(zhǔn)測試所需的一切，包括基礎(chǔ)部件、組裝指南、基準(zhǔn)實現(xiàn)代碼以及基于NvidiaIsaac平臺的高度真實模擬環(huán)境的代碼。

“RAMP還具有一個基線方法，能夠解決簡單的程序集類問題，我們公開發(fā)布基線，目的是允許其他人使用我們自己的工作并在我們自己的工作基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建，”柯林斯說。“我們相信，這意味著在工業(yè)中直接使用的問題領(lǐng)域取得了可衡量的進(jìn)展，同時也推動了機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域已知的一系列開放挑戰(zhàn)的進(jìn)展。我們看到這個基準(zhǔn)逐漸發(fā)展成為社區(qū)驅(qū)動的努力，未來的用戶將不斷發(fā)展基準(zhǔn)涵蓋雙手操作、3D構(gòu)建和變形操作等新領(lǐng)域。”

該研究團(tuán)隊創(chuàng)建的新基準(zhǔn)很快就會被證明是評估用于在場外建筑工地組裝結(jié)構(gòu)的機(jī)器人的規(guī)劃和操作技能的寶貴工具。最終，RAMP可以幫助更好地評估機(jī)器人裝配領(lǐng)域的進(jìn)展，同時也強(qiáng)調(diào)機(jī)器人的潛在問題以及如何克服這些問題。

“在我們未來的研究中，我們將尋求使用相關(guān)的模擬環(huán)境來應(yīng)用基于學(xué)習(xí)的方法，以提出更強(qiáng)大的方法來解決裝配問題，”柯林斯補(bǔ)充道。“我們還將研究如何解決裝配順序，而不需要專家首先編寫可由符號規(guī)劃器解決的領(lǐng)域抽象。”

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