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机器人太“硬”了?软体机器人了解一下|WRC2018-泛亚电竞app下载

发布时间:2021-08-25    来源:泛亚电竞平台43894

本文摘要:记录:王熙,香港科技大学机器人研究院院长、机械和航空航天工程系教授。

记录:王熙,香港科技大学机器人研究院院长、机械和航空航天工程系教授。2015年加入香港科技大学,曾在美国马里兰大学、香港中文大学和新加坡国立大学工程学院任教。

目前,IEEE自动化科学与工程杂志高级编辑、IEE机器人与自动化杂志与ASME生产科学与工程学报副编辑兼职。以下是王玉教授在2018年世界机器人大会上的演讲内容(公共编号:)编辑实现了不改变意图的编辑整理:刚体机器人成熟期的理论体系及其不存在的问题几年来仍有研究和改版机器人的发展路线图。

其中也提到了很多问题,一是机器人的灵活性和操作性,二是新型机器人和其他机器人如何需要更相似的操作者的性能和功能。这两个问题在以前改版的路线图中提到,也谈到了发展方向。但是随着时间的推移,现在机器人和机器人的发展方向还不具体,近年来发展路线很多,而且各不相同。上图显示,如果要实现灵活的机器人,传统的刚体机器人的做法会有什么样的发展。

刚体机器人在过去几十年中仍被视为主要的研究路线,该机器人研究系统已经成熟,其中工业机器人的应用也得到了全面的发展和推进。在一定程度上与人体对话的机器人,或者使用更像环境下的机器人,我们找到的机器人几乎没有限制。例如,能够实现辅助者的行走和其他行动能力的机器人,能够找到这是相当大的刚性机器人,似乎没有相当大的局限性。从学术和应用的角度来看,过去机器人的发展,特别是工业机器人获得了顶峰,依赖于系统技术,主要是刚体机器人整个技术体系。

通过机械原理构建机械,该机械需要运动,从刚性理论中去除刚性,取代确实的结构性材料,放入动力和驱动装置(基本上是马达驱动),最后构成由传感控制的原始系统,即机器人。从运动学的角度来看,1876年德国技术人员勒罗完全整理了机械原理(即刚体运动学),写入了机械运动学一书。蒸汽机发明者以后,机器人的发展和机器的发展依赖于刚体运动学的基础,几乎构成了驱动、传感和控制,最后构成了系统,今天有各种各样的自动化机器,包括汽车、列车、工业机器人,系统地实现了机器研究和机器生产的理论软件材料和软件机器人的市场需求如果想让机器人做更多的事情,特别是和环境和人类对话的话,就找不到不利的问题。

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刚性机器人在电机的驱动下惯性非常大,认识到外部不会再次产生反感的冲击,可能会产生不安全性,刚性和软件的环境对话也不容易控制。因此,很难使用传统的刚性机器人创造出远远超过工业机器人市场需求的新机器人。我们期待机器人需要与环境、人交流,这样的机器人需要传感和通信能力,这样的机器人不会给人类带来相当大的协助,也包括恢复和帮助老人。

但是,刚体的交互性不好,电机驱动作业时,很难控制电机获得柔软的驱动和对话。因为电机的电力一般相当大,所以现在不能控制那么低的电力。

我们必须考虑能否找到其他方法,自然不会想起人体。人体有骨架结构,但外侧有肌肉和皮肤(软件)作为与外部交流的最主要界面,骨头不需要与外部交流。我们想体机器人的框架,想起用其他材料制作的新机器人,即软件材料。

与刚性材料相比,软件材料的交互性要好得多,用软件材料制作新的机器人可能会扩大新的应用领域。软件机器人的尝试工作从人体的角度来看,我们肌肉的弹性系数基本上和橡胶硅一样,用橡胶硅做软件机器人,从弹性的角度来看应该和人体一样,所以我们开始尝试用软塑料等材料做机器人,软件机器人已经开始成为新的想法。实质上,这项工作比较新,到2012年左右,美国有几个教授用气枪通风塑料,需要进行爬行、跳跃等动作的软件机器人,可以做出我们需要的软件机器人性能。

有了这些先进性和探索性的工作,我们开始准确看待软件机器人的市场前景,如医疗机器人、可穿戴机器人和玩具机器人。当然,我们还需要其他技术,如传感技术和驱动技术,需要柔软的传感器和柔软的驱动器。

柔性传感器的材料已经研究过了,但是很难实现柔性传感器。现在市场上有很多庞加莱。例如,飞机的翅膀不是现在的相同翅膀,而是柔软变形的翅膀,如果受到称赞的话,空气动力学的性能不会更好,所以没有别的用途。随着3D打印机技术的蓬勃发展,更简单的软更简单的软件机器人材料。

软件机器人发展的重要问题软件机器人的发展必须慎重考虑以下问题:1)从学术角度来看,既然软件机器人需要软件材料,也不会给予柔软对话的主体,其中有刚性的主体,也有像人一样的骨骼,刚性的主体之间也有运动的可能性,我们在其中重新加入铰链机制2)软件中可以重新加入产生于性的主体和传感器,如果产生于性的主体和传感器,柔性的主体的性能就不会更好3)只有刚性的骨架作为传感器,外面的皮肤是被动的皮肤和皮肤的交互性低。总的来说,从学术角度来看,我们应该把软件机器人看作与人类相同的结构。其中没有很多问题。

例如,如何实现这些东西,最后需要给予功能和性能。我们必须告诉它的运动是手、脚还是车,这取决于最终结构是什么。

如果是手的话,我们必须设计手指,让手指抓住物体,如果是驱动的话,就必须做脚。软件的部分必须包括在机器人的设计、传感和控制整体的框架中,现在几乎没有很好的运动学理论,实际应用仍然是将刚性运动学转移到柔性体中。个人必须从最基本的角度来看软件机器人。

主要有三个问题:1)如何定义柔性系统(软件机器人系统)。机器人要运动,刚体运动学可以用机械原理解决问题,软件与运动理论无关。

2)如何设计/控制柔性系统。我们不可能用铰链和传感来解决问题。

如何从软件机器人中运动,以及如何更简单地控制运动。控制变得非常困难。有无限的维度,要看如何驱动软件机器人系统,最后如何控制。

3)柔性系统生产的材料问题。今天我们面临的最重要的问题是软件机器人的材料问题,材料给了我们相当大的局限性,我们没有好的软件材料确实是最后想做的软件结构。软件机器人系统的右图是软件机器人系统,如果上面有软件机器人的构造,就需要设计方法,然后有模型,产生动态方程,最后有限制的传感,不是每个维度都有传感,而是用传感系统来控制其中最好的是,要看什么样的设计,什么样的构造需要制作人类必要的软件机器人,软件机器人必须完成什么样的任务,如何构筑这些任务,必须制定运动计划和任务计划,然后加上明确的动态系统,制作合适的控制理论上,必须解决的是这些大框架问题,但认真做并不容易。

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但是,已经有人在虚拟空间解决了这些问题。实现计算机图形的工程师已经想起了这些问题,制作了虚拟世界的软件机器人。

其性能几乎是你所需要的。其中,上面是软材料,下面有四条腿,有理想的驱动器就能构筑跳跃。该软件机器人在虚拟环境中需要构建平衡和跳跃,实现各种动作。从建模的角度来看,理想系统中的软件机器人已经建成。

但是,模型是理想的模型,材料可能是线性的或非线性的,驱动需要力量,控制系统中的控制方程和控制方法解决了问题,模拟生活设计和运动计划、任务计划用传统的机器人设计方法解决了问题要成为现实,必须寻找材料、驱动器和传感器,几乎和模型一样,现在还不能构筑。软体机器人的市场潜力,虽然软体机器人在医疗、和救护领域有市场需求,但确实仅次于的市场是玩具,对业界最感兴趣的是迪斯尼,迪斯尼投入了很多资金,但仍然很难构筑。为了找到合适的非线性模型,很难清楚地描述这些软件材料。如果非线性更强,很难控制和其他设计。

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现在大家都期待着用3D打印机找到限于软件机器人的材料。3D打印机的快速发展给了我们一些机会。我们可以混合不同性能的材料,最后通过3D打印机获得更复杂的柔性系统(如机械手指和机械脚)。

我们制作的3D打印机的手指可以用来捕捉苹果、鸡蛋、豆腐,但是确实一起使用的话没有相当严重的问题。目前,这种利用3D打印机构建造的柔性手指仍然很硬,当强力物体缓慢移动时,发现手指不会晃动,即没有刚性。珍贵刚才,性能逆刚性,这种性能在柔性机构和机器人中非常有限也是不利的问题。

软件材料的市场需求平时机器人使用的基本上是电机、气动或液压。这是传统大功率机器的驱动力,如果应用于软件机器人,我们自然希望以软件材料为驱动力。

最重要的软件材料是压力塑料材料,这种材料类似于硅胶,通电后不会扩展或扩展。例如,最简单的驱动器是实现气球,气球特别是气压后不会收缩,收缩不会给动能,也被指定为驱动器。本来的想法是把这些驱动器做得很好,然后生产在软件机器人结构中,每个驱动器都可以由独立的国家控制,生产在性控制中驱动,性能也不太好,但是一起做不容易。最近的做法是制作队列,驱动时不会产生波浪,最后可能会产生各种各样的效果,我们做的就像踢足球一样。

这种驱动器最差的效果也是如此,至多驱动小鱼尾,摇晃约4~5赫兹,频率过高,力过大,变形大。目前,行业对软件机器人来说,驱动材料是相当大的瓶颈,气体驱动、液体驱动和压电驱动效果不太好,如何有良好的驱动帮助软件机器人的发展也是不利的问题。软件机器人发展的三个重要问题说到底,现在还没有必要顺利发展软件机器人的路线图。实质上,机械运动的原理、刚性结构、驱动和系统没有三个问题。

最后理论协助设计,理论协助实现任务计划和路径计划。材料的局限性相当严重,驱动的可行性太小,几乎没有设计方法,所以现在大家要做的就是分享个案,想起好的方法给大家看,进一步提高可行性。

软件机器人更多,小问题有多大进展,需要逐渐融合这些顺利的案例和经验,使软件机器人理论发展。更重要的是,需要适当的软件机器人材料,可以获得更好的空间,适合软件机器人的发展。今天做塑料的公司很多,但是对软件材料几乎没有解读,指出我们没有市场。

我们几公斤不够,他们要看的是几百万吨必要的材料,没有那么大的规模。做塑料的公司在短期内很忙。个人指出前景应该很好,但道路还很长。


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