邊緣上的AI：“協(xié)作機(jī)器人”如何快速處理傳感器數(shù)據(jù)

　　協(xié)作機(jī)器人(協(xié)作機(jī)器人)

　　接近傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人沒有外圍設(shè)備，但是人們一般無法獲得它們。與之相反，協(xié)作機(jī)器人設(shè)計用于在運(yùn)行時與人安全互動，緩慢而優(yōu)雅地移動。

　　根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)TS 15066的定義，協(xié)作機(jī)器人是一種能夠用在協(xié)作環(huán)境中的機(jī)器人，協(xié)作操作意味著機(jī)器人和人在定義的工作空間內(nèi)同步工作，進(jìn)行生產(chǎn)操作(這不包括機(jī)器人 + 機(jī)器人系統(tǒng)或同地協(xié)作、在不同時間進(jìn)行操作的人與機(jī)器人)。定義和部署協(xié)作機(jī)器人，可預(yù)測機(jī)器人的實體部分(如實際功能擴(kuò)展，比方說激光)與操作員的潛在沖突。更重要的是，這會利用傳感器來確定操作員的精確位置和速度。

　　協(xié)作機(jī)器人制造者必須在機(jī)器人系統(tǒng)中實施高水平的環(huán)境感應(yīng)和冗余，以便快速探測和防止可能的沖突。集成式傳感器與控制單元連接，將可傳感機(jī)器人臂與人或其他對象的迫在眉睫的沖突，控制單元將立即關(guān)閉機(jī)器人。如果任何傳感器或其電子電路故障，機(jī)器人也將關(guān)閉。

　　物流機(jī)器人

　　物流機(jī)器人是在可能有人或沒人的環(huán)境中操作的移動設(shè)備，如倉庫、配送中心、港口或園區(qū)等。物流機(jī)器人提取貨物并把貨物帶到包裝站，或者把貨物從公司站點(diǎn)的一棟建筑物運(yùn)送到另一棟建筑物;某些物流機(jī)器人還能揀貨和包裝。這些機(jī)器人通常在特定環(huán)境中移動，需要傳感器進(jìn)行定位、繪圖和防止沖突(特別是與人的沖突)。

　　直至最近，大多數(shù)物流機(jī)器人還在使用預(yù)定義的路線;而現(xiàn)在它們已經(jīng)能夠基于其他機(jī)器人、人和貨物的位置來調(diào)整它們的導(dǎo)航。超聲波、紅外線和LIDAR感應(yīng)目前都是已投入應(yīng)用的技術(shù)。鑒于機(jī)器人的移動性，位于其內(nèi)部的控制單元一般是通過無線方式與中央遠(yuǎn)程控制通信。物流機(jī)器人目前已采用的先進(jìn)技術(shù)，包括ML邏輯、人機(jī)協(xié)作及環(huán)境分析技術(shù)等。

　　勞動力成本上升和嚴(yán)格的政府法規(guī)，都促使物流機(jī)器人得到了更廣泛的應(yīng)用。它們的受歡迎程度也水漲船高，因為設(shè)備和傳感器等部件的成本有所下降，集成的成本(和所需時間)也呈下行趨勢。

　　最后一英里交付機(jī)器人

　　在將產(chǎn)品從倉庫貨架運(yùn)輸?shù)娇蛻糸T前臺階的過程中，“最后一英里”交付是物流過程的最后一步：將貨物最終運(yùn)抵買家門前的時刻。這不僅對形成何等客戶滿意度很關(guān)鍵，同時最后一英里交付還是成本高昂和耗時的。

　　最后一英里交付的成本占據(jù)整個貨運(yùn)成本的大頭：就其本身而言，使最后一英里交付更高效已經(jīng)成為開發(fā)和實施新機(jī)器人技術(shù)的重點(diǎn)，它能推動過程改進(jìn)和提高效率。

　　機(jī)器人中AI的傳感器技術(shù)

　　隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，互補(bǔ)傳感器技術(shù)也在發(fā)展。與人類的五種感官非常相似，在將機(jī)器人系統(tǒng)部署到不斷變化和不受控制的環(huán)境中時，結(jié)合不同的傳感技術(shù)可以提供最佳結(jié)果。即使是機(jī)器人執(zhí)行的最簡單的任務(wù)也將取決于3D機(jī)器視覺來將數(shù)據(jù)饋送到AI技術(shù)中。若未能夠重建3D圖像的機(jī)器視覺，且AI將該視覺信息轉(zhuǎn)換成機(jī)器人方面的成功動作，則在沒有預(yù)定位置和運(yùn)動的情況下抓住對象不可能實現(xiàn)。

　　當(dāng)今用于支持機(jī)器人中AI的最流行和最相關(guān)的傳感器技術(shù)包括：

　　飛行時間(ToF)光學(xué)傳感器：這種傳感器基于ToF原理，采用光電二極管(單一的傳感器元件或一個陣列)和有源照明來測量距離。把從障礙物反射的光波與發(fā)射波進(jìn)行比較，從而測量延遲，該值即代表距離。此數(shù)據(jù)有助創(chuàng)建對象的3D地圖。

　　溫度和濕度傳感器：許多機(jī)器人需要測量溫度，有的時候還要測量其所在環(huán)境與其部件的濕度，包括電機(jī)和主AI母板，以此確保它們在安全范圍內(nèi)運(yùn)行。

　　超聲波傳感器：如果機(jī)器人在明亮環(huán)境下看不到東西或者在很暗的環(huán)境中找不到它自己，就說明視覺傳感器沒有工作。通過傳輸超聲波和聆聽從對象上反射回來的回波(類似于蝙蝠操作的原理)，超聲波傳感器可在黑暗或明亮的環(huán)境中出色運(yùn)行，克服光學(xué)傳感器的局限。

　　震動傳感器：工業(yè)震動傳感是預(yù)防性維護(hù)所必要的條件監(jiān)控的核心部分。集成式電子壓電傳感器是工業(yè)環(huán)境中最常用的震動傳感器。

　　毫米波傳感器：毫米波傳感器使用無線電波及其回波來確定移動物體的方向和距離，方法是測量三個因素：速度、角度和范圍。這幫助機(jī)器人基于物體接近傳感器的快慢來采取更多的預(yù)防措施。雷達(dá)傳感器在黑暗環(huán)境中的運(yùn)行具有卓越性能，它能通過如干壁、塑料和玻璃等材料進(jìn)行傳感。

　　雖然在工廠車間里人類仍然執(zhí)行大部分任務(wù)，但機(jī)器人將適應(yīng)人類工作、提高自動化程度。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，他們需要配備更多的AI功能，以實時識別和適應(yīng)各類情況，這只有在AI處在最前沿時才有可能實現(xiàn)。