​进化为家务机器人?PAL Robotics旗下的TIAGo机器人升级方向有可能么?

2023-11-135服务机器人

拥有一台可以帮助打扫房间卫生、进行衣物晾晒、桌面整理等日常家务整理任务的家务机器人想必是大多数人曾经有过的幻想。
 

         

只是,此前由于技术、成本、商业化等问题限制,大多数机器人厂商不得不通过任务分类处理的方式降低机器人应用场景与应用任务的复杂程度,发展可在相似应用场景执行固定任务的机器人。

         

虽然此类机器人产品在实际应用和商业化过程中获得了良好的正向反馈,但也因此,通用型机器人的开发一直未能取得较大进步发展,长久以来这种情况在机器人行业蔓延持续,一直到2021年,马斯克在特斯拉AIDay上展出其人形机器人Optimus的渲染图,并提出人形机器人商业化思路。

         

         

由于外形更接近人类形态和动作,加之双足的设计使其可以适用不同的环境和应用场景,人形机器人一直被看作是通用型机器人的典型代表,也因此,马斯克提出人形机器人商业化后机器人行业才能掀起人形机器人研发热潮。   

         

人形机器人行业的爆火让大多数幻想过拥有家务机器人的人们带来了一丝希望,但面对当前人形机器人的研发进度和人形机器人产品的高昂价格,拥有一台家务机器人似乎又变得遥遥无期。

         

▍家务机器人最终形态必须是人形么?

         

就通用型机器人而言,人形机器人并不是通用机器人的唯一解决方案。只要能够完成不同的任务和动作、适应不用的环境和应用场景,其他形态的机器人也可以具有通用性。

         

而从家务机器人与通用机器人的实际应用需求来看,家务机器人主要应用于家庭场景,其执行任务相对固定,通用机器人则需要应对于更为泛化的领域,拥有较高学习能力和环境适应性。家务机器人与通用机器人两者虽有较多共通性,但家务机器人的实现明显更为简单。

         

在机器人智能性方面,人工智能等机器人“大脑”的配置和相关零部件的添加实现难度较低,其关键主要在于相关技术的发展尚未到达成熟程度。

         

也因此在机器人本体的选择方面,家务机器人可根据实际需求和应用场景来选择性价比更高的机器人类型。

         

坐落于西班牙巴塞罗那的PALRobotics以创造颠覆性服务机器人为使命,多年来一直致力于通过机器人技术与人类协作来实现家务自动化、提高工业工作效率。

         

自2004年成立至今,PALRobotics聚焦研究、物流、零售、社交四个主要领域推出人形机器人TALOS和REEM系列、原型双足研究平台Kangaroo、四足机器人研究平台Solo12以及物流机器人TIAGo系列等多款颠覆性服务机器人产品。   

         

         

其中,PALRobotics于2015年开始推出的模块化复合机器人TIAGo集感知、导航、操纵、人机交互等多项技能于一体,适用于智能家居生活、医疗保健或轻工业等领域,且易于配置和升级。笔者认为,TIAGo是现有机器人中非常适合开发家务机器人的研究平台。

         

▍TIAGo系列有可能进化为家务机器人?

         

采用模块化设计的TIAGo不仅可任由用户根据需求进行配置,并且拥有较大扩展可能性。其手臂具有较大操纵工作空间能够到达地面以及高架子,末端执行器可以是夹具或人形手且可以实现快速轻松更换。   

 


 

TIAGo机器人所使用的控制器可实现全身控制,解决由按优先级排序的任务列表组成的优化问题。这使它们能够避免自我碰撞并执行安全动作。其控制器可以与手腕上力矩传感器等机器人附加组件的读取相结合,使机器人在与末端执行器的笛卡尔姿势任务结合时能够实现准入。这确保了机器人可始终避免自碰撞和联合限制,进行安全规划。


 

今年以来,PALRobotics对TIAGo系列做了多次升级,具体来看:

         

推出TIAGoWeb用户界面包,简化TIAGo部署与应用

         

今年5月,PALRobotics推出适用于TIAGo机器人系列的新网络用户界面软件包。软件包包括基于网络的动画界面和基于网络的可视化编程软件包。新软件包对网络用户界面的开发进行了升级优化,简化了机器人配置,使用户能够轻松导航、构建和编辑地图,极大提升了用户体验。

            

         

最新推出的用户界面可以通过个人电脑、平板电脑和智能手机等任何设备进行访问,并允许用户实时监控机器人的状态和诊断。用户可以充分利用TIAGo的RGB-D摄像头等传感器,定义感兴趣的点和区域并与之交互(包括允许用户考虑多个楼层的建筑物管理)亦或绘制虚拟障碍物和禁区并定义首选路径。通过这些更新,用户可以更简单、更高效地完成所需的任务。这对实现机器人的应用场景快速部署非常有帮助。

         

推出TIAGoPro,装配先进移动机械手

         

今年6月,PALRobotics对TIAGo进行升级换代,推出TIAGoPro。据了解,TIAGoPro配置了7自由度机械臂并就机械臂放置方式进行了调整,其双手工作空间不仅实现了最大化,放置方式的设计也令机器人在占用最小空间的同时实现正面和侧面轻松伸展,轻松到达地板或高架。

            

         

在机器人人/机器人交互能力方面,TIAGoPro对HRI功能进行了增强。TIAGoPro不仅可进行视线跟踪和面部识别,同时也内置了聊天机器人。TIAGoPro不仅可实现面部、骨骼、任务的实时匹配,提供20多种语言的离线语音识别、具备1个可选唤醒词检测系统,表现能力也有所在增强。在机器人面部,TIAGoPro不仅配有手势操作功能,还可生成高兴、悲伤、怀疑等一系列延伸表情。

 

         

同样也在6月份,PALRobotics实现了将TIAGo系列从ROS到ROS2迁移。TIAGo系列与强大、灵活且可扩展的ROS2的适配极大提升了其性能。

         

推出高级抓取软件包、全身控制包,接连放大招    

         

近两个月,PAL Robotics又接连推出了适配于TIAGo和TIAGoPro的高级抓取软件包、全身控制包。

         

高级抓取软件包结合了行为树、MoveIt!和计算机视觉,创建了一个框架,使用户能够设计自定义抓取任务。通过这两种技术的结合,机器人不再是一个简单的编程工具,而是一个能够适应复杂现实场景的平台。同时,高级抓取软件包可和PAL夹具、Robotiq2f-85、Robotiq2f-140、Epick等各类夹具无缝兼容,满足用户多样化实际应用需求,这为机器人的操纵能力带来极大提升。

         

         

全身控制包则可实现机器人的手臂远程操作、动态arUco标记跟踪、使用Geomagic触觉设备的机器人控制和使用RViz交互式标记移动TIAGo等多样操作,为机器人领域的研究人员、工程师、创新者轻松、安全地控制机器人关节提供了重要辅助。

         

从PAL Robotics今年以来对TIAGo系列机器人的升级方向来看,其升级将在很大程度上便利开发者以TIAGo系列为平台研发家务机器人。未来,进化后的TIAGo亦有可能应用场景可扩展至家务自动化领域。

         

▍结语

         

近年来,扫地机器人市场的繁荣展示了家务自动化市场的巨大潜力。

         

随着科技的进步和消费者对便利性的追求,家务机器人市场预计将会持续增长。未来,"万能"的家务机器人将有极大可能会成为新的流行趋势。   

         

当前,在机器人领域已有一些企业和科研机构开始研发适用性更强的创新性家务机器人产品。


 

期待在不久后的未来,能有更成熟、性价比更高的家务机器人产品推出为大家提供更加智能化的生活体验

         

例如,有些家务机器人可以通过学习用户的习惯和偏好来自动化完成家务任务,从而提供更加个性化的服务。此外,还有一些家务机器人具有智能家居控制功能,可以通过连接和控制其他智能家居设备来提供更加智能化的生活体验。