机器人视觉是机器认知的基础

机器人视觉是机器认知的基础导读:机器人定位技术其实是一个很广义的概念,它不仅仅是目前常见的二维坐标、三维坐标定位。机器人定位实际上是通过其他传感器给机器人执行动作提供判断依据,其中以视觉传感器(谁让图像是所有传感器提供的信号中包含信息量的载体呢)为主。研究机器人或者说研究“智能机器人”的基础首先应该是研究“机器视觉技术”。
机器视觉作为一门发展迅速的新兴学科,正在越来越多的领域得到非常广泛的运用。在过去,通常是用人眼对目标进行识别、跟踪和分析。现在,由于视觉识别技术的发展,可以用摄像机和计算机代替人眼实现生产更高程度的自动化。
随着电子计算机科学,图像处理技术,模式识别技术与理论的迅速发展,机器视觉的实际研究与应用价值正日益得到重视,并不断在许多领域取得骄人的成果。
视觉技术的两大应用:质量控制与辅助生产
纵观目前工业生产中应用到的视觉技术大致可分为两类:质量控制和辅助生产。其中质量控制就是代替人工对产品的尺寸、外观等进行检测,识别出不良品,此类设备在国内外自动化生产线已有广泛使用。辅助生产指的是利用视觉技术给机器人提供动作执行依据,目前广泛应用的是基于单目视觉的二维定位技术。但是由于大部分可用二维视觉定位的生产工位都可以用机械定位的方式去代替,其成本和复杂程度都比视觉定位要简单,只有极少数场合才不得不用视觉定位。
在机器人生产过程中,大多数需要定位的情况都是需要给出三维坐标的,也就是说被测对象相对于机器人的位置是不确定的。但是此类定位需求,技术门槛较高,尽管有此类技术,但是并没有被广泛应用。
然而随着德国“工业4.0”的提出以及中国在2015年5月发布的《中国制造2025》行动纲领,范围内都对制造业提出了新的挑战,即建设“智能工厂”。智能工厂的核心就是“机器拟人化”生产,视觉定位是其中极其重要的技术。微链科技作为一家以机器认知技术为核心业务的机器人研发公司,很显然将处于这场改变世界制造业格局的旋风中。其推出的werobotics cognitive 机器人认知系统,可以让机器人迅速识别、定位、引导和操作。
机器“拟人化”得先研究“人”
目前针对“机器”的前沿性研究,很大部分都是从人、动物来获取灵感,比如我们研究苍蝇的眼睛,进而发明了相机;我们研究蝙蝠进而发明了雷达。所以在这新一轮工业革命大潮中,“机器”的发展方向必然是“类人化”、“拟人化”,让机器可代替人去工作,甚至能工作的比人更好。当然了,目前机器在有些方面已经可以代替人,也能比人做的更好,但是应用范围还比较狭窄,眼前的工作就是要进一步的使机器无限的接近于人。
机器“拟人化”并不是说机器长的像人,这是一种很表面的理解,机器拟人的核心:一是机器能像人一样的去观察客观世界并获取信息;二是机器能像人一样的去思考判断,做出决策;三是机器可以像人一样灵活,去执行复杂的动作。
有人说“科学离不开幻想”,是的,在机器视觉行业,这点尤其明显,我们纵观《钢铁侠》里托尼的“虚拟立体实验室”、《》中的“t800机器人”、“天网”等,这些科幻电影无不把“视觉技术”幻想到了的境界。如果未来真能达到这样的科技水平,那么我们认为现在就可以研究“人”和“机器”的结合。
人在工作、学习、生活时,无论多复杂的工作其实都是以下几方面的单一或组合行为:
看:用眼睛获取客观世界的信息,将信息传递给大脑进行分析。对于机器人来说,就相当于机器人的摄像头。目前在成熟行业应用中,大多只能实现二维检测(机器人只有一个摄像头),也就是说,目前的机器人只能对同一个平面上的物体信息进行扫描获取。那么未来的发展方向必然是的三维场景重现,也就是说机器人需要像人一样有两只眼睛。
听:人通过耳朵获取声音信息。机器人在该方面的应用主要集中于娱乐行业,在工业领域应用几乎没有,这里不加多谈。但是未来真正的拟人化机器人,声音感应器是非常重要的一部分。
触觉等:人通过身体其他部分接触物体或闻其气味来收集信息。机器人在该方面的技术主要以接触式检测为主,其核心技术是压力传感器,但是目前该种技术能获取的信息极其单一,应用的很少。在判断物体表面情况及有颜色的气味时,主要还是依靠视觉技术。
思考:人通过眼睛、耳朵、身体各部位的触觉获取信息后传递给大脑,大脑通过历年的经验分析物体的形状、位置等,再根据我们的意愿下达执行动作。那么对机器人来说,这包含2部分:一是把传感器(以视觉传感器为主,还包括压力传感器、声音传感器等)获取到的“信号”(这里的信号可能是各种类型,比如图像信号、电压脉冲信号、电荷信号等)进行处理,提取有用的信息(就是计算机做判断的依据)转换为计算机课识别的数字信号。然后计算机再根据机器人的功能对该“数字信号”进行逻辑判断,进而把执行命令发给机器人。
行动:人通过神经网络控制身体各部分进行各种行为,比如:跑步、皱眉、大笑等。对机器人来说,即通过马达电机控制执行机构执行动作。机器人未来在这方面的发展主要是提升执行机构的速度、降低惯性、增强稳定性等。
welinkirt werobotics cognitive 是认知技术,他可以像人类一样看到,思考和工作。
微链的welinkirt werobotics cognitive不仅是视觉技术,更是认知技术,借助工业大数据、机器深度学习等人工智能技术,它不仅可以让机器人像人类一样看到,还可以像人类一样思考和工作。微链科技还是丹麦优傲机器人公司的战略合作伙伴,目前,搭载welinkirt werobotics cognitive技术的ur协作机器人系统已经在植物遗传研究所获得良好的应用。

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