12月18日,记者从香港理工大学(简称“港理工”)了解到,该校工业及系统工程学系副教授郑湃团队成功开发出了新一代“人机共生”协作制造系统,该系统不仅能实时感知复杂环境、准确解读操作人员意图,更能通过简单示教学习,完成技能迁移和自动学习,实现自主的工艺代码生成与高准确度任务执行的自动调节。
目前该系统已成功应用于大型飞机自主制孔、电动车电池拆解等高端制造任务,为业界打造“人本智能制造”新模式奠定重要基石。
人机之间的协同运作,旨在结合人类的灵活应变与适应能力,以及机器的高精准度与稳定性,发挥各自最大价值。不同于传统依赖预编程设计的方式,研究团队以整体场景理解为核心,通过收集及分析视觉、触觉、语言及生理信号等多模态感知信息,实现高准确度与全方位的环境分析,并可做出自主决策及灵活执行任务。
该新系统具备先进的机器学习与三维场景感知能力,兼具效率与安全性,大大促进了人与机器人在复杂制造场景中的流畅互动。研究团队已与多家企业合作定制开发人机协作系统,并成功于多种场景落地,主要应用于涉及精密或复杂的工序。
科研人员展示新一代人机写作制造系统。港理工供图
郑湃表示:“全球制造业转型都正追求人机共生模式,看重更具弹性的自动化效能。我们的研究旨在构建一种崭新人机协作架构,提供具有多模态自然感知、跨场景技能迁移、域模型自主执行的智能机器人制造系统,使机器人不再只是工具,而是能与操作人员同步演进的智能体,为智慧工厂突破基于预编程的自动化手段提供新方案。”
在该系统中,研究团队创新运用了“视觉语言导引”规划架构。该架构关键创新在于结合了视觉语言导引的目标分割模型,以及由语言指令驱动的任务规划方法,使系统能整合视觉信息与语言指令,协助机器人掌握复杂任务语义及识别动态场景,从而与操作人员高效协作。其中,头戴式装置能够提供实时数据,为操作人员提供即时、直观的引导。
“未来智能制造的发展方向不是让机器变得更聪明去取代人类,而是在人与机器共同学习、调适与成长的模式中,创造出更高的生产力与灵活性。为满足此发展需求,下一代机器人械臂需具备在人类引导下持续学习与优化的能力,才能实现高效且自然的人机互动。”郑湃说道。
未来,郑湃团队将继续深入探索多个关键技术,包括具有自我组态能力的人机网络、技能转移机制,以及自主多智能体的任务执行方式,建构“深度人本”的智能制造系统,并拓展至更多重要领域。
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