装修机器人能搬运石膏板,并拿射钉枪钉板子上墙!

                                                                               

随着人口老龄化,一些行业如建筑行业已经预期陷入严重的劳动力短缺的未来,这是一个迫切需要由机器人技术来解决。


此外,在非常现场组装的大型结构,如施工现场和飞机的装配,船舶,工作人员都进行了危险的辛勤劳动的工作,这将是可取的,这些任务由机器人技术所取代。


研究内容:


针对替代辛勤劳动的工作,结合了硬朗的机身和先进的智能,AIST已经开发了原型HRP-5P的人形机器人,可以在机器人本身自主工作的。


1、身高182厘米,体重101公斤,颈部2灵活性,腰部三个自由度,所述臂各自8个自由度,每六个自由度的腿,共37度的两个自由度手单元,的自由高达HRP串联DOF除了手部。相比于HRP-2断裂,腰部一个自由度,在武器基地一个自由度增加,它可以操作更接近人类。因此石膏板(1820×910×10毫米,约11千克),使或控制面板(胶合板)(1800×900×12平方毫米约13千克)的处理在大的物体,如的两个臂。


2、为了模拟人运动的机器人的自由度小于人类,在髋关节和其中多个关节的集中腰关节部,确保最大的可动范围。例如HRP-5P是202度范围为屈曲和腿的延伸到人140度的髋关节的运动(图1),对于上半身转动到人80°HRP-的可动范围的髋关节的5P是300度。拥挤的蹲在深深这已经成为可能的各种姿势工作,如在扭动上身的姿势。


【图1】前弯(上),前后伸腿(下)

【图2】周界图(上图)和行走图(下图)

【图3】物体检测示例


3、高输出电机,冷却引入驱动机构,并通过与在一些关节多台电机的关节驱动系统的采用,无论是在与HRP-2断裂比较增加约2倍,平均关节扭矩,速度。因此,这种电梯从平坦状态的石膏板,1.3公斤的重量容量的状态下,一个臂,其中重负荷作业成为可能的(手臂伸展水平HRP-2启,0.9 HRP-4 kg,HRP-5P为2.9 kg)。

4、使用头复合传感器,(0.3赫兹)环境的总的三维测量。校正行走这种滑移行走规划和脚也传达在视野受到限制的情况已经通过更新累积和存储(图2)的测量结果成为可能由操作目标。

5、使用新构造的工作对象的图像数据库我们学习了卷积神经网络,即使在较差的背景和光照条件下,也能够以90%或更高的精度检测到二维图像的十种物体区域(图3)。

6、机器人模拟器在 Choreonoid上构建机器人智能的虚拟测试环境,以及24小时的软件通过监测回归,可以保持大约250,000行的大型软件的质量,并构建高度可靠的机器人系统。


上述技术集成,处理大型重,运输是石膏板必须认识到,通过在模拟住宅施工现场单独HRP-5P自主执行墙施工。具体而言,它是以下一系列操作。

①对周围环境进行三维地图创建和目标检测,并接近工作台。

②由一个片平坦地一直石膏板移动而在工作台上,升降倾斜。

③在识别周围环境的同时将石膏板运输到墙上。

④降低石膏板并靠在墙上。

⑤使用高精度AR标记识别和拾取工具。

⑥垫条用螺丝石膏板固定到墙上,同时确保稳定保持。


【图4】 HRP-5P自主石膏板墙结构未来的时间表

通过产学合作促进HRP-5P的利用,作为旨在实际使用类人机器人的研发平台。平台上的机器人智能研究和开发旨在自动更换建筑物,房屋,飞机和船舶等大型结构的组装现场的各种工作。这将弥补工人的短缺,免于繁重的劳动力工作,并支持关注更高附加值的工作。