【加點製造】機器再升級！導入 AI 學習更多技能

Posted By 加點製造 AddMaker on 10 月 24, 2023 in Edge AI應用案例, Edge AI開發地圖, 加點製造, 案例研究, 機器人, 機器手臂, 特寫 | 0 comments

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作者：Addmaker

談到機器人，多數人浮起的印象常是有著機械手臂，或是可以在居家環境中遊走的掃地機器人，隨著機器人科學的發展，也逐漸出現更多變的機器人形態，像是可以在飛行與行走間轉換，甚至是潛入深海中的移動方式。

AI 加速機械手臂研發完成更多樣任務

在各種科幻電影十分常見多功能的機械手臂，可以因應電影人物要求完成幾乎任何工作，但在現階段，機械手臂仍僅能提供相當單一的功能。日本知名廠牌豐田（Toyota）與 MIT、哥倫比亞工程（Columbia Engineering）最近展示了一款機械手臂，搭配人工智慧軟體可以快速學會新的技能。

已經有許多生產線以機械手臂協助加工，可以有效率地進行機械的工作，像是鎖螺絲、組裝零件、搬動物流、裝卸卡車等，精準度與效率已經非常高。而所謂的「通用」機器人，在理想中則可以依據場景與使用者的需求提供不同的服務。有許多機器人公司投入發展具有通用能力的機器人，然而要將所有可能的需求與動作，都編寫出相對應的工作流程顯然不切實際，隨著人工智慧的發展，通用型機器手臂的研發才出現了一線曙光。

要讓機械手臂可以在工作現場接管任何任務，使其可以有效地接收人類以「自然語言」所提出的指令非常的重要，這也是本次豐田宣稱取得進展的部分。此處發表的機械手臂所運用的人工智慧概念上有些類似 ChatGPT 這類的大型語言模型（large language model，LLM）。LLM 透過提供大量的人類寫作文字，學習如何產出類似的文字成果，而此處的機械手臂所應用的 AI，則透過觀察人類如何完成特定的任務，然後自行發展出所需要的機械動作，此一AI 的模式可被稱為大型行為框架（large behavior model，LBM）。

（圖片來源：Addmaker 提供）

不同於許多團隊應用影像的資訊來訓練 AI，豐田則提供更複雜的資訊──由人類的操作人員以機械手臂完成任務，並收集其中的觸覺反饋與動作方式。在人類的操作人員多次重覆完成任務後，AI 就可以開始建設自己的操作模型，以完成相近的任務。

目前為止，豐田提供的訓練項目都與廚房工作有關，像是削皮、抹吐司、鍋鏟翻動煎餅等，目前此一機械手臂在經歷了 60 個小時的訓練後，已經可以初步完成非常多樣化工作，雖然動作還有些笨拙，但考慮到開發的時間，進展十分快速。

以近期人工智慧進展的速度，通用化的機械手臂研發很可能即將有快速的突破，豐田本次的 LBM 機械手臂進展十分令人興奮，也讓人更期待未來的進展。

伸縮自如的蠕蟲型機器人更全面檢查噴射引擎

美國紐約賓漢姆頓大學（Binghamton University）與 GE 航空航太研究工程團隊與俄亥俄州的研發團隊 USE 合作開發了一款軟機器人 Sensiworm，可以像尺蠖這類昆蟲一樣屈伸活動。

噴射引擎應用的範圍很廣，可以用於飛機、太空梭或各種氣墊船。考量到飛航安全，定期檢查噴射引擎內部的狀況非常重要。現階段，除了定期的大規模拆卸檢修，這類檢查主要透過將內視鏡接在長管末端的鏡頭，並推入引擎內部，以外部的目鏡或螢幕做觀察，然而內視鏡也有其極限，當鏡頭深入引擎後，常常因為重力而下垂，所能操作與觀察的角度也因此受限，而這就是 Sensiworm 派上用場的地方了，可以深入引擎內部完整觀察零件的狀況。

Sensiworm 是「Soft ElectroNics Skin-Innervated Robotic Worm」的簡寫，它是一款極小型的機器人，前方設有鏡頭與照明，在放進噴射引擎的進氣口或排氣口後，可以移動穿過零件間的空間，進入引擎的深處。Sensiworm 底部前後各有一個真空吸盤，可以像尺蠖一樣固定一端後移動另一端吸盤。這樣的移動方式可以更徹底地檢查引擎。