機器人廣泛應用於汽車產業，並在過去幾年開始進入物流等新的應用領域。然而，目前的機器人仍然面臨許多限制。他們通常執行單一動作或固定的動作序列，每次都以相同的方式重複它們。

為了實現更高的效率並開闢新的可能性，機器人必須發展更多類似人類的技能，例如快速的物理互動、空間理解和快速適應變化。埃因霍溫理工大學與埃因霍溫理工大學機械工程系非線性控制和機器人學副教授 Alessandro Saccon 進行了交談。他最近完成了I.AM項目它明確地關注快速物理互動的進步。

為什麼有影響感知的機器人對人類如此重要？

從安全或人體工學的角度來看，某些工作並不特別適合人類。例如，在機場搬運 20 公斤的行李、在核電廠的不安全區域工作或處理災難場景時，您可能會喜歡使用機器。還有各種計劃將它們送入太空進行行星探索。

然而，與我們相比，機器人仍然與環境進行靜態互動：某些關鍵任務尚無法執行或執行速度太慢。這就是為什麼，在我們的專案，我們的目標是開發具有衝擊感知能力的機器人。這意味著一個機器人必須學會預測當它與環境中的重物快速接觸時會發生什麼並做出反應。這些機器人與我們熟知的傳統機器人有何不同？

典型的機器人並不是為了與環境動態互動而設計的。

通常不惜一切代價避免與周圍環境快速接觸。機器人文獻中有大量科學論文的重點是避免碰撞。

在 I.AM 專案中，我們的目標是碰撞利用。例如，我們研究了機器人如何快速拾取重物，同時確保此類運動的執行保持可靠，儘管存在幹擾和感知不準確。物體可能比機器人預期的重，或者它假設物體位於某個位置，但它稍微偏離了——甚至可能偏離了幾厘米。儘管存在這樣的不確定性，你如何讓這些運動保持強勁？這是我們一直在深入研究的事情之一。

實際上，您的專案涉及哪些主要活動？

本計畫採用第一原理物理計算，使用質量和摩擦等基本概念以及軟體模擬來識別數學模型和現實世界事件之間的差異。儘管模擬永遠無法完美地複製機器人的行為，但我們改進了並且最重要的是了解如何仍然使用這些演算法來控制機器人。

我們透過即時測量機器人在不同場景下與各種物體的互動來做到這一點。這是一個迭代週期，您可以在模擬中開發和實施理論機器人控制演算法，評估結果並將其與現實世界的結果進行比較。

您能強調一下這個專案的一些主要發現嗎？

我們發現如何透過開發一種尊重自然衝擊動力學的新控制演算法，讓機器人用兩隻手臂可靠、快速地抓取重物。我們也了解如何使用軟體模擬來獲得可用於此目的或其他影響任務的預測。

在從事這個計畫的過程中，我也進一步認識到複雜的運動和空間感知對我們人類來說是如此自然。我們學術研究人員現在，他們正在非常努力地致力於硬體開發、空間感知和規劃，尤其是即時了解環境並快速決定下一步該做什麼（即使出現故障）的能力。這是現代機器人技術面臨的重大挑戰之一。這些動作對我們來說是自然而直觀的，但我們並不完全理解我們如何做這些動作，也不完全理解我們應該如何建造具有類似能力的機器。

還有公司參與這個專案嗎？

是的，例如，我們的合作夥伴之一是物流流程自動化專家 VanderLande。這是一家來自荷蘭的知名大型公司，業務遍及全球各個領域，例如機場、倉儲、包裹處理等。他們提供了大量現實生活中的用例，並就該領域當前的瓶頸（即所謂的市場痛點）提供了見解。

此次合作的一大好處是在 TU/e 校園內擁有一個共享實驗室，這有利於實踐測試和密切合作。學生和研究人員喜歡它。我們對真實衝擊實驗和軟體模擬衝擊實驗進行了各種比較，並開發了用於運動控制和規劃的吸力夾具的新模型。

您認為荷蘭在機器人技術方面很專業嗎？

整個荷蘭在機器人技術方面無疑取得了重大進展。該國長期以來因對醫療機器人、機器人學習和移動機器人等領域的貢獻而聞名。我認為透過這個計畫及其國際合作，我們在影響感知機器人技術方面也取得了重大進展。

這一領域的研究可以說起源於這裡，並且得到了全球的關注和認可。我們的計畫在將這個主題推向前沿方面發揮了關鍵作用，令人欣慰的是我們的工作受到了廣泛的歡迎和認可，包括在最近的出版物中。

項目完成了。您的未來是什麼樣的？

我將繼續調查和探索新的機會，包括國家和歐洲的資助。我正在考慮後續項目，重點關注我們在此期間無法解決的領域，例如快速規劃和感知。我仍然與本地和國際公司保持密切聯繫，以探索進一步的合作機會。參與該計畫的眾多學生中，有一些已被該計畫合作夥伴的公司聘用：事情正在朝著正確的方向發展。該項目所產生的知名度既具有挑戰性又令人興奮。雖然這意味著要兼顧更多的任務，但我也很期待看到未來會是什麼樣子。