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2018機器人國際學術頂會IROS一些見聞和感受

為期5天的2018 IROS今天在馬德里落下了帷幕,作者在這裡給大家分享一下在IROS的所見所聞所感——作者的research interests主要是集中於人形機器人(Humanoids),腿足式機器人(Legged Robots),關節驅動器(Articulation actuation),欠驅動(Under-actuation)和機電設計(Mechatronics design)相關,因此下文的所見所感也主要是圍繞以上topic。

Marc Raibert & Spotmini, 波士頓動力
可以說今年IROS的一大亮點就是Marc Raibert帶來的Plenaries Talk,據我所知,Raibert已經缺席過最近很多年的IROS和ICRA了。Raibert的Talk還是整體以各種炫酷的機器人Demo展示為主,大部分的Demo是已經在Youtube上展示過的。
這個Atlas2跑酷的視訊已經無需贅述是多麼厲害了,這裡我分享幾個我從Raibert的talk中提煉出來的核心點:
1.“People nowadays are afraid of breaking robots when they do experiments ”,即Raibert委婉地指出現在業界,做例如雙足機器人步行實驗的時候都太“溫和”了,害怕去損壞機器人硬體

——這點是令我深有感觸的:我在做相關實驗的時候,有個“底線”就是不能損壞機器人,這種心態反而是會限制運動控制或者是硬體設計進一步的提升和進步,Raibert認為正確的心態是——"Build it, break it and fix it"
2.“We got a hydraulic pump for Atlas2, which you can't find anywhere else”,即Raibert提及到Atlas2的液壓泵具有超高的功率輸出密度——5千瓦(kw)/5公斤(kg)。底層硬體和驅動器效能的差距依舊是個老生常談而又不得不提的問題。
3.“Currently, we haven't applied any machine learning algorithm”,Raibert再一次強調目前沒有使用任何所謂人工智慧和機器學習的演算法
,但並不否認未來會使用——主要是運用在上層的sensing和perception上。
4.關於Spotmini明後年的商業化——Raibert在這次的talk中展示了一段很可愛的Spotmini跟著音樂跳舞的視訊,很有可能推測Raibert對Spotmini未來實際的應用定位會有一部分在娛樂產業(例如Disney機器人主題公園etc)。Raibert此次也在私下場合提及到Spotmini的定價可能是在40-50萬美元/臺的價格level。

從IROS來看的幾個科研發展趨勢

我個人覺著,此次IROS最火爆的幾個方向可以用如下幾個關鍵詞概括:
Neural
NetworksMachine
LearningVisualAutonomous
Driving

自然也是目前學術圈比較火熱的方向,值得一提的是,今年IROS的最佳論文獎(Best paper award)和最佳學生論文獎(Best student paper award)包括相關的入圍提名(Finalists)都是被以上幾個方向的論文給統治級別的壟斷。建議未來想入行做科研的學弟學妹往這些方向去靠攏
,傳統的機器人方向將越來越往工程應用層面去發展,而非科研。
在和我個人相關的領域:
比如說機器人本體和傳動設計,比較前沿的方向是各種新材料的應用,集中在soft materials的範疇;
比如說機器人末端的觸覺反饋(Tactile sensing),以往是更多的通過力覺(應變片或壓力感測器)去做,而現在引入光學(Optics)和聲學(Acoustics)的新型感測器,取得了很成功的效果;
比如說機器人關節驅動器,本體驅動器(Proprioceptive Actuator)的方案越來越和傳統的彈性串聯驅動器(SEA)來叫板。

機器人的製造工程工藝顯著提升
這裡提及的範疇主要是集中於高校、科研單位和相關的中小型公司(不討論包括KUKA、ABB等大公司)。前幾年IROS和ICRA的展會上的機器人相對來說,是相當“粗製濫造”的——糟糕的金屬表面處理工藝,裸露的電器走線,大量廉價的3D列印結構件。今年的話,整體制造工程工藝水平讓人眼前一亮,一些典型的例子如下

部分展會上的機器人(此處部分圖片取自羅秋月(南特中央理工),感謝)

給人整體的感覺就是——大量資金和工業界的力量湧入,機器人離產品化的距離越來越近了。

國家&地區間機器人發展情況和特徵
今年IROS按照投稿人聯絡單位(Affiliation)所在國家的論文數量的前8名如下:
美國-英國-德國-日本-法國-義大利-中國(包括港澳,不包含臺灣)-韓國
非常可喜地看到,來自中國的論文數量已經超越了瑞士、加拿大和澳大利亞等國家,總體數量已經躍居到了第七名。(但總體數量第7這樣還是不符合中國目前的整體國力和經濟情況,相信未來會越來越好!)
我個人感覺韓國最近幾年的機器人產業發展非常地迅猛,今年韓國新推出了一款線驅動的雙臂機器人,近距離接觸後整體的製造工藝和水平讓人非常驚豔,(即為上一個段落提及到的來自KOREATECH的AMBIDEX):

AMBIDEX Link: https://www.youtube.com/watch?v=rgkeFg90BsI

要說說地區特徵的話,最顯著的就是美國和歐洲做機器人的差別(我的領域):
美國:傳統的機器人偏硬體和工程的活都被美國相應的公司給接手了,美國的高校更關注的是前沿和創新的內容,思路非常的發散和創新,很多了不起的工作現在看看可能沒有太大的實際價值,但對未來的發展至關重要。
歐洲:更加傳統,更具有工匠精神,把整體機器人的實現做的很精緻,在工程層面上下了很多的功夫,更加關注現階段的實際應用和價值,人才培養模式更加側重機器人工程師的培養。

 


四足領域即將掀起一陣“腥風血雨”
此次IROS瞭解到很多四足機器人各大佬之間的未來動態和安排:
波士頓動力的Raibert提及到,明後年將會出售具備視覺和操作能力的Spotmini(40-50萬美元的售價);
蘇黎世聯邦理工(ETH Zurich)的Marco Hutter提及到將依託ANYmal這個四足平臺,籌備類似2015年Darpa Robotics Challenge(DRC)的四足機器人的國際比賽;
MIT的Sangbae Kim也提及到將對外輸送其MIT Cheetah Mini的硬體平臺(學術合作層面,非商業產品對外出售);
同時四足領域比較活躍的還包括:
杭州宇樹科技(Unitree)的萊卡狗(Laikago);
義大利技術研究院(iit)的HyQ 2 Max;

浙江大學(ZJU)的絕影;


部分四足機器人

四足領域很快硬體上的壟斷就要被打破,越來越多的高校和研究所能夠有機會通過較為低廉的價格獲得機器人硬體平臺,同時更多的諸如視覺和機器學習的應用能夠在實際物理平臺上落地,未來會有更多炫酷和有實際應用價值的demo出現,一顆賽艇(Excited)!

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