揭秘 Autodesk 機器人實驗室:別以為它只會 CAD

作者 | 發布日期 2015 年 07 月 13 日 14:30 | 分類 3D列印 , 機器人 follow us in feedly
雷鋒網配圖

設計軟體巨頭 Autodesk 有一個名為 Pier 9 的工作間,它是公司的產品製造區,總面積 27,000 平方英尺,內有木工車間、金屬車間、3D 列印室和電子實驗室,甚至還有一個工業廚房。同時,Pier 9 也是 Autodesk 的應用研發實驗室所在地。



過去幾十年來,Autodesk 的客戶遍布世界,它當然也注意到機器人是如何成為一種成熟的商業技術。以前,有關機器人如何同軟體以及人類進行合作方面的東西,它並沒有思考太多,但就是在大約一年前,想法改變了。當他們看到奧斯卡獲獎影片《地心引力》中的特效製作時,他們才忽然醒悟。

在工作區域的中間閒置著三部工業機器人,其中兩部是相同的黃色 FANUCs,它們來自日本,主要用於汽車製造,或者完成一些挑選和放置的任務,人們把它們叫做 Castor 和 Pollux。把它們放在這樣一個既沒有汽車製造,也沒有擺滿貨架和商品的海上建築物當中,似乎有點奇怪。在它們旁邊的是它們的「表哥」,一台來自 ABB 集團的橙色瑞士工業機器人,它的塊頭要顯得更大一些。除此之外,在它們旁邊還有一部小一點的裝置,它是一部被人們叫做 Bishop 的 Universal 機器人 UR10。

雷鋒網配圖

盲點

Maurice Conti 是 Autodesk 應用研發實驗室的領導,他對 Pier 9 實驗室的發展瞭若指掌。

起初,Autodesk 透過將其設計的軟體賣給無數大大小小的公司,建立起一個價值 110 億美元的商業。無論是一個人的建築商店還是一個跨國的建築公司,無論是好萊塢視覺特效工作室還是環球機構,都隨處可見 Autodesk 的產品。

應用研發實驗室中有一個獨特、令人羡慕的、但同時又很難執行的命令,那就是:找出 Autodesk 還不知道、但需要在未來 5 年甚至 100 年內要知道的東西。Autodesk 的 CTO Jeff Kowalski 說過:「我需要你們來找出我們的盲點。」但顯然,他不能說出要到哪去探索。

2013 年,Conti 的團隊給他們的大老闆、也就是 Autodesk 的 CEO Carl Bass 做了一個演講,關於未來的製造業。演講中,他們強調了 4 項技術,分別是:增材製造,如 3D 列印;減材製造,如被 CNC 數控切割機;生物和納米技術製造,如合成生物學;以及機器人。

經過多年的投資和業務發展,Autodesk 已經實現了前三項,但對於機器人還有所不知。Conti 說:「我們在這方面沒做過什麼研究,我們缺乏策略、缺乏眼界、缺少立場,這才是一個真正的問題。」

大約同時,Conti 的團隊參觀了 Google 2013 年收購的機器人新興企業 Bot & Dolly。當時,該公司已經創造出了可以控制工業機器人手臂的系統,用於電影製作。

很多人知道電影《地心引力》,一部講述太空人在國際太空站被困的災難故事。Bot & Dolly 憑藉在這部電影中的特效製作,得到了奧斯卡金像獎。在製作電腦特效電影時,他們把相機架在這些機器人手臂上進行實景拍攝,畫面品質與皮克斯 CG 電影的精細度一致。

Conti 說:「當我們去 Bot & Dolly 參觀時,我發現原來我們一直沒有用正確的方式來看待機器人。」Bot & Dolly 使用的是 Autodesk 的軟體來為其機器人程式設計,這真的是很諷刺。在 Autodesk 當中,沒有人想過會發生這樣的事情。

「《地心引力》背後的機器人平台全都是我們的,但我們不知道,因為我們從沒想過它可以這樣用。」換句話說,機器人就是他們的盲點。

 

Autodesk 機器人實驗室

走進 Autodesk 的實驗室,最顯而易見的就是 Bishop 的活動了,這是一種被叫做協作工業機器手臂的裝置,從遠處看,就像它只會在紙上畫一些簡單的圖案。該設備畢竟還是新的,而 Conti 和他的團隊對於這些機器的瞭解也還是很不清楚。

但有件事情 Conti 確實知道,那就是傳統上,那些大的製造機器人都非常可怕。它們很大、速度快,這也就是為什麼它們經常被藏起來,人們也不能進入到它們的工作場所。它們可以把你按在牆上捏得粉碎,等你意識到的時候,已經為時已晚。

Conti 的團隊認為是時候探索像機器人這樣的新領域了,那意味著,「我們要問許多的問題,結交許多比我們更聰明的朋友。」

經過多次像這樣的談話之後,Conti 認為,追求的一個方向就是找出如何與機器人進行更好地合作。人們在和機器人並肩合作的同時,又不會被其傷害到。

雷鋒網配圖

一個主意是,對這些機器人進行程式設計,讓他們能夠觀察人類,學習人類的行為。

「這會使人類和機器人之間的交流變得更加具有創造性,更加流暢。」工程師 David Thomasson 說:「例如,一個機器人在觀察木匠刻木,然後它就可以按照你的意願來學習這種雕刻技法,並能不斷重複,或者根據你的做法來做一些改變,這樣一來你們就可以一起工作。」

人類善於感知和解決問題,而機器人則善於做一些體力和重複性的工作。只要有足夠強大的軟體技術,機器人也可以變得靈巧。

教會機器學習人類活動就意味著要解決電腦視覺和通用傳感技術的問題,只有這樣機器人才可以理解人類是如何活動和表達情感的。Thomasson說:「我們要想使機器人能夠學習和感知環境,我們就必須先開發出這樣的軟體。這也是 Autodesk 能在機器人領域有所作為的原因,畢竟一切都是軟體問題。」

 

超越 CAD

對於一個從電腦輔助設計 CAD 軟體中賺了很多錢的公司來說,你會認為這是非常神聖不可侵犯的。但 Thomasson 解釋,要想使機器人項目有所突破,就一定要在未來打破 CAD 的枷鎖。

機器人可以學習一種視覺語言來切割出不同的形狀,其精確度要遠比人手精確得多。Thomasson 說:「倘若我將一塊三合板放在工作台上,用鉛筆畫出我要切掉的部分,機器人看了之後,就可以把它切割成我想要的樣子。」

雷鋒網配圖

在展示中,Thomasson 先在一張紙上畫上一些角標,然後 Bishop 就根據這些角標畫出了一個長方形。就目前而言,Bishop 所能做的只是繪圖而已,但這卻是以後進行雷射切割的前期階段。

和在 Autodesk 的許多事情一樣,這項特殊工程的推動人也是公司 CEO Bass,他的 DIY 技術在公司是出了名的。

Bass 曾經問過為什麼機器人不能根據人畫出的形狀進行切割,「為什麼我非要在電腦上進行這些操作,為什麼不能就簡單的比劃一下手勢就好?」

 

列印橋樑

要想知道 Conti 團隊使用機器人的全部計畫,現在還為時過早。不過其中一種方式是,會參與阿姆斯特丹的 3D 列印橋樑專案。這一專案將有一個工業機器人參與,它可以在空中列印不銹鋼的橋樑。

能實現這一專案的技術目前尚不存在。不過只要它不斷發展,不斷進行編碼嘗試,就能不斷實現。

與此同時,機器人實驗室團隊也正在探索新的方法來控制其工業機器人。Conti 說一個大的目標就是使 Castor 和 Pollux 能在實際中進行高精度的合作。從某種程度上講,這意味著要想出一些任務,可以使這兩個機器人進行合作。Conti 說他還不確定這些工作是什麼,但其中一個肯定是投影映射,即用軟體將圖像投射到不規則的表面。

 

成功的技術轉移

雖然應用研發實驗室並不需要擔心產品化這一點,但這不意味著他們什麼都不做。等到該團隊發現一些具有商業潛力的方法時,這將會讓 Autodesk 的產品從一開始就領先。

在某種程度上,這已經發生了。該團隊提出了一些全新的方法來控制機器人,即使用 Dynamo,一種 Autodesk 的視覺程式設計語言。他們還找到一些方法可以通過公司的機械設計和工程平台 Fusion 360,來和機器人進行合作。

Conti 說:「經過共同的努力,這兩個專案已經使器人實驗室的工作成為一次前所未有的技術轉移,因為它發生的非常非常快。」

這並不意味著實驗室的工作幾乎已經完成了,而是意味著 Conti 和他的同事們將不得不看向未來,尋找下一個盲點。

(本文由 雷鋒網 授權轉載) 

關鍵字: , , ,

發表迴響