操作與抓取
富接觸操作
富接觸操作,涵蓋的是這樣一類任務:機器人一直在觸碰、摩擦、磕碰著各種東西,而且隨著任務推進,這些接觸一次次地建立又斷開。想想插充電器、擰螺栓、把兩塊樂高積木卡到一起,或者把一根銷釘塞進一個很緊的孔裡。這些都不是把手臂從甲處平滑地揮過空氣、移到乙處的那種動作;它們是靠「手感」做出來的活兒,整個過程裡零件之間都在擠壓、滑動、卡住、就位。
這類任務之所以難,是因為在僵硬的零件之間,極小的對不齊就會引出極大的力。一根銷釘在進孔時哪怕偏心一根頭髮絲,它就會卡死,機器人會感到一記尖銳的反推;要是硬來,就會把東西弄壞。所以機器人不能閉著眼睛照著規劃好的路徑走——它必須「柔順」,也就是一感到阻力就退讓一點點,就像你自己的手會把一把沒完全插進鎖的鑰匙輕輕晃動一下。這份「軟」,再加上透過指尖或手腕去傾聽受到的力,才讓機器人能去「摸索」出正確的對齊,而不是一頭撞過去。
正因為在這個尺度上,單憑位置永遠不夠準,富接觸操作便把「運動」與「力的感知和退讓」糅在一起:輕輕地推、感覺它卡在哪、順著表面滑、讓接觸本身把零件引導到位。插裝與裝配——工廠裡最家常的活計——正是經典的例子;而要讓機器人做得像熟練工人那樣行雲流水,至今仍是一道活躍的前沿課題。
為了把一根圓銷釘裝進孔裡,機器人把它放低到感覺出阻力,然後一邊盯著反推力、一邊做小幅的畫圈和傾斜動作,讓銷釘沿著孔口邊緣滑動,直到它「咔」地一下落進去。
銷釘入孔:機器人是「摸」著進去的,而不是靠完美對準。
所謂「柔順」,就是一感到阻力便退讓一點點,而不是死守一條僵硬的路徑;正是它,讓富接觸任務不至於卡死或弄壞零件。
又稱
另見