四川加快建設機器人訓練場
機器人上學堂 在真實場景練出真本領
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機械臂在工業流水線的傳送帶前精准抓取、裝箱,輪臂式機器人在模擬家居環境中穿梭遞物,人形機器人在零售服務場景完成收銀結算……倘若電影《環太平洋》裡機甲駕駛員與機器人同步動作的畫面照進現實,會是什麼模樣?
距離開學季還有數日,四川天府新區,一所機器人“學校”已提前開啟試營業。
這所學校教什麼?機器人又是如何學習的?記者前往實地探訪。
教什麼? 內外設置八大應用場景
這所機器人學校名為成都科創生態島機器人訓練場(以下簡稱機器人訓練場),坐落於成都科創生態島W7人工智能與機器人產業特色樓宇的一樓,場地面積不大,但功能配置齊全。
推門而入,不同的功能分區一目了然,部分區域已經有一些機器人在進行訓練。
“機器人訓練場分室內、戶外兩部分,戶外主要設置復雜路面、坡道、文旅場景3個訓練場景﹔室內則圍繞電子皮膚、家庭服務、工業操作、零售服務、康養復健5個典型場景設置訓練區,構建起‘機器人本體+機械臂+感知設備+末端執行器+場景設施+端側算力’的硬件體系。”成都天投集團科創島運營公司相關負責人介紹,機器人訓練場為企業提供多種特色實訓課程,目前設置的場景主要聚焦生產及生活中的通用型場景,支撐多機型、多場景、多任務同時運行。
戶外的3處訓練場景,主要針對機器人面對不同地形環境等訓練通行能力。
室內訓練場景則各有側重。例如,電子皮膚訓練區,面向機器人精細觸覺和力覺感知訓練,重點採集機器人末端與磁性電子皮膚接觸過程中的力覺、觸覺和滑動狀態相關數據。
家庭服務訓練區,還原居家實景,機器人可在模擬家庭日常環境下完成物品取放、跨區域遞送、桌面整理等任務。
在工業操作訓練區內,移動機器人與傳送帶、深度相機、機械臂協同作業,實現上料、裝箱、下料全閉環流程。
零售服務訓練區,模擬超市、便利店等商業場景,復刻“選購—取貨—打包—交付”全鏈路。
康養復健訓練區,人形機器人在輪椅、醫療床之間開展低速陪護和輔助交互訓練。
“所有場景都按真實作業流程設計,並非設備的簡單堆砌,核心邏輯是為機器人打造一所‘實戰學校’。”相關負責人表示,傳統實驗室模擬訓練,難以覆蓋復雜應用場景中的環境變化和人機交互要求。機器人訓練場通過搭建通用性強的真實場景,能夠為機器人企業提供獲取稀缺數據的渠道,彌補行業數據短板,加速機器人的落地應用進程。
作為一個公共服務平台,該訓練點目前已對接超過10家有意向的企業。“企業可以用我們的平台和機器人採集數據、訓練模型,也可以把自己的機器人帶過來,在我們的場景裡做測試。我們也誠邀廣大機器人研發團隊、科技企業登島合作。”機器人訓練場相關負責人說。
各種類型的機器人訓練場正在省內多點開花——位於綿陽的四川省具身智能機器人訓練場、自貢的四川人形機器人多模態數據採集測試中心、宜賓的西南具身智能訓練中心等也陸續鋪開,一張關於機器人的“學區地圖”正在四川形成。
此外,四川還出台政策,鼓勵各方參與到機器人學校的建設中。
四川省“十五五”規劃綱要提到,加快建設大模型訓練場、具身智能機器人訓練場﹔《四川省加快推進“人工智能+”一號創新工程實施方案》進一步明確,加快建設“成都國家級和自貢、宜賓、遂寧、內江省級數據標注基地”“成都、綿陽機器人訓練場”“宜賓、自貢、雅安等地數據採集工廠”等舉措,發展數據採集、標注、合成產業,降低邊際成本。
怎麼學? 工程師現場“手把手”教學
一邊是真人,一邊是“鐵疙瘩”,跨“物種”的教學如何進行?採訪當天,記者從一場數據採集實驗中找到了答案。
黃星辰是訓練場首批入駐開展訓練的機器人企業——成都人形機器人創新中心的現場工程師,他的主要任務是對電子皮膚這一零部件進行數據採集和測試,讓未來的機器人能擁有與人一樣的觸覺感知能力。
“材料內部布滿磁粉,受外力按壓時,內部磁場會產生變化。它的最高精度可達0.005N,相當於0.5克的感知量級,1平方厘米的面積內可分布約10萬個感應點。”黃星辰說,人的手指因為密布豐富的神經,所以可以根據物體不同的屬性,控制使用多大的力量進行抓取。
但是,機器人無法像人一樣對機械手進行自由控制。例如,用抓木頭的力量抓雞蛋,雞蛋就碎了。所以,需要大量的數據採集,教會機器人把控力度。
“這項技術未來可幫助機器人完成抓取雞蛋、玻璃杯等易碎、易變形物品的精細化操作,甚至可用於工業檢測和幫助燒傷患者恢復觸覺。”黃星辰說。
與黃星辰一樣,徐文杰也是首批訓練企業的現場工程師,他的教學模式更傾向“手把手”示范。
在零售服務訓練區,徐文杰熟練地穿戴好VR設備,完成對機器人的同步連接,就像電影《環太平洋》中的駕駛員一樣,隨著手臂抬起、腦袋轉動,一旁的機器人也做出一模一樣的動作。
這個場景模擬的是商超櫃台。另一位工程師操控一台機器人完成取貨和配送環節,徐文杰控制的這台人形機器人需要接力完成掃碼結算工作。
整個過程並不順利,取貨機器人在從貨架抓取牛奶時,碰倒了其他貨物,抓了兩次才將牛奶取到﹔徐文杰這邊的結賬環節也比較“坎坷”,雖然順利地拿起了掃碼槍,但在轉動商品掃碼時總是對不准,反復調整角度后,才完成掃碼。
對於這項教學任務,徐文杰認為,難點在於人機之間如何保持穩定和同步。“由於機器人手臂、手腕、手指等關節數量眾多,操作主要依靠手腕活動帶動手臂完成對應動作,而機器人的靈活度目前還不及人類手臂,所以需要保持手柄方向和機器人動作方向基本一致。稍有偏差,機器人就會出現動作不同步的情況。”
他表示,失敗也是一種經驗積累。在訓練中,系統會記錄機器人執行任務時的視頻、運動軌跡、關節狀態、力覺或觸覺反饋,以及任務成功、失敗和異常中斷等結果信息。
把失敗樣本與成功樣本進行對比,可以幫助企業分析機器人為什麼沒有抓穩、為什麼出現路徑偏差,或者為什麼沒有把物品放到指定位置,進而優化算法和控制策略,提高機器人完成任務的成功率、穩定性和安全性。(四川日報全媒體記者 曹凘源 文/圖)
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