德国自动化巨头Festo打造出了面向未来的结合人工智能的人机协作工作站BionicWorkplace，给个性化小批量生产提供了一种新型解决方案！


德国Festo（费斯托）公司是一家极具创新和创造力的自动化家族企业，在气动和电驱动领域有着举足轻重的地位。往期我们介绍过多次，对企业情况我们不做过多陈述。


Festo的主要业务在自动化和教学领域：


 自动化 (Automation) 
为所有需求制定解决方案：费斯托提供气动和电气控制与驱动技术领域的产品、系统和服务——无论是在工厂或是在流程自动化领域。


 教学(Didactic) 
费斯托教学培训体系在全球工业教育领域处于市场领导地位——不论是在为技术教育机构提供设施还是在为制造性企业提供培训与咨询方面。


然而似乎真正让Festo声名大噪的恐怕是其在仿生学习网络 (Bionic Learning Network)上取得的研究成果。


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Festo仿生学习网络


费斯托公司每年将营业额的8%投入在研发当中，以实现可以为客户创造明显竞争优势的创新解决方案。成果也是显而易见的：每年100项可申请专利的产品创新，全球超过2,600项专利以及2010年德国未来奖。


其中仿生学习网络，灵感源于大自然，致力于为技术和工业应用提供源于自然法则的新动力！

比如这条配备

鳍条驱动器的鱼

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在空中肆意飞翔的银鸥

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可实现能量回收、存储的袋鼠

 BionicKangaroo 

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高度集成的轻量化的飞行蜻蜓

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从象鼻和章鱼触须中

获得灵感而来的BionicMotionRobot

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还有模仿人类手臂解剖结构的

 BionicCobot 

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还有很多很多.....


在工厂日常活动中，自动化技术承担重任，例如物料的抓取、运动和定位以及控制和调节工艺过程。自然界理所当然、简单和节能地完成所有这些任务。什么还能比观察自然现象和从中学习更方便呢？


因此，费斯托与着名高校和研究所、开发公司和私人发明人建立了一个联合体：仿生学习网络。


02、仿生学习网络的较新实践BionicWorkplace


BionicWorkplace是运用了AI技术的人机协同工作站。除批量生产外，产品的个性化定制是大势所趋，也是工业4.0的典型特征之一。


速点下方精彩视频


观看Festo打造的极具前瞻性工作环境


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在BionicWorkplace中，所有设备都实现互联互通，配备了AI和机器人以及一系列*技术装置，可与操作员一起完成个性化小批量生产工作。


01、核心组成之BionicCobot


这个我们在上文的动图中简介过，这里需要着重介绍，因为它是整个工作站的核心成员。它是通过气动驱动的轻型机器人手臂，可以像人类手臂一样既灵活又灵敏地移动。无论是大力抓取或小心提升、猛力按压，或轻柔敲击等，都不在话下，它是一台七轴机器人手臂，与我们现在谈到的协作机器人概念较为类似。


通过专门开发的图形用户界面，BionicCobot的操作尤为直观。借助平板装置，用户能够十分容易地教导并任意排序所需执行的动作。通过开源平台ROS（机器人操作系统），经过编程的运动流程可传输至负责运动控制和调节的FestoMotionTerminal(数字控制终端)。


点击看BionicCobot精彩介绍


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02、安全交互的自适应系统


在BionicWorkplace中，仿生机器人手臂与众多彼此连接互通的辅助系统以及外围设备共同协作。同时，人工智能和机器学习法使BionicWorkplace成为一个累积增大的自适应系统，能持续对自身进行优化。


整个工作场所的设计符合人体工程学，甚至照明都根据工作人员的需要进行了个性化调整。机器操作员的视野正中间是一张巨大的投影屏。它为操作员提供所有重要信息，还可通过调整显示内容对各项要求作出动态响应。


投影屏四周安装了不同的传感器与摄像系统，可持续稳定地检测操作员、零部件、以及工具的位置。因此，操作员可直接与BionicCobot合作，并可通过移动、触摸、或语音命令对其进行控制。


03、可穿戴设备加持


通过操作员穿戴的特殊工作服，系统能够识别他本人以及他的动作。这些所谓的可穿戴设备由一件装有惯性传感器的长袖上衣与一双内置红外线标记的工作手套组成。


借助传感器检测到的数据，BionicCobot能够将物品精确地传递给操作员，并在必要时精准地避开他——这对人机间的直接合作而言是一个至关重要的前提。


04、机器学习优化工作进程


智能化软件可同时处理所有摄像机图像、位置数据、以及各种外围设备的输入信号。从以上信息中，软件能够推算出较佳的程序运行过程。随后，系统会将任务妥善分配至机器人与其他工具，以便它们能以较佳方式协助操作员进行工作。


每解决一项任务，系统都能学习吸收新的知识。由此便产生了一个可以不断扩充的所谓的语义地图。沿着网络路径，存储算法持续得出动态结论。故而，设备从一种受操控的、经过编程的、固定的运行方式逐渐转化为一种本质而言更自由的工作模式。


05、虚拟现实眼镜实现远程控制


直观操控理念中的另一个要素是远程控制。为此，一台三维立体摄影机需要180度覆盖把控整片工作区域。


与此同时，分散在各处的操作员除了身着衣物型可穿戴设备外，还佩戴着虚拟现实眼镜。有了这幅眼镜，操作员可实时调取并跟踪摄影机捕捉的图像。如此一来，即便操作员分散在各处、或与机器保持安全距离，他们也可对机器人进行操控。


06、全球共享知识模块


通过自适应的智能化工作场所，如BionicWorkplace，加上对多功能型工具的使用，未来的人机协作将会更加直观、更易于操作、更高效。


已习得的知识模块和新技能可被不受限制地广泛分享，且在全球范围内均可使用。因此，未来有可能将工作场所建造成一种全球范围内互联互通的复合体，并依照当地个性化的任务与客户需求分别作出适应性调整。


在未来前景中，BionicWorkplace将整合机器人制造技术的所有基本要素，让其变得更为强大！