中國AGV（m.wnmc.org.cn）網(wǎng)新聞中心援引外媒消息報(bào)道，為了使他們的研究力量能夠解決廣泛的社會問題，豐田研究院（TRI）向記者敞開了實(shí)驗(yàn)室的大門，以展示他們在旨在幫助人類在家中的機(jī)器人技術(shù)方面的最新進(jìn)展。TRI的重點(diǎn)是基于家庭的援助，以解決我們?nèi)找胬淆g化的人口問題。據(jù)聯(lián)合國稱，在未來的三十年中，全球65歲以上的人口預(yù)計(jì)將增加一倍以上。這意味著，到2050年，全球?qū)⒂谐^15億人65歲或以上。人口的老齡化將對社會、勞動力和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。TRI相信他們的研究可以提供解決方案，以先進(jìn)的人類輔助機(jī)器人應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，以幫助人們有尊嚴(yán)地老齡化。

TRI的機(jī)器人技術(shù)研究以日本的Ikigai概念為指導(dǎo)，Ikigai是一個強(qiáng)烈的觀念，認(rèn)為每個人的生活都應(yīng)具有意義和目的。TRI的以人為本的方法顛覆了典型的AI哲學(xué)：TRI的研究不是替代人類，而是利用AI來增強(qiáng)人類的能力。這種方法稱為“情報(bào)放大”（IA），其中機(jī)器和人類協(xié)同工作以完成某項(xiàng)工作，而不是單獨(dú)做某事。TRI首席執(zhí)行官兼豐田汽車公司（TMC）首席科學(xué)家Gill Pratt說：“對Ikigai的研究告訴我們，當(dāng)我們的生活融入我們熱愛并幫助社會的工作時，我們會感到最滿足。”為使更多的人能夠?qū)崿F(xiàn)自己的Ikigai，TRI正在尋求新形式的'具有人性化的自動化'（在豐田生產(chǎn)系統(tǒng)中稱為“ Jidoka”），以開發(fā)增強(qiáng)能力。

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人類放大機(jī)器人的潛力和挑戰(zhàn)

隨著社會的老齡化，對增加照料的需求，使我們能夠獨(dú)立生活更長壽的系統(tǒng)以及為日益老齡化的勞動力提供援助的需求巨大。機(jī)器人和自動化可以發(fā)揮關(guān)鍵作用，使人們騰出更多時間與家人在一起，幫助人們完成自己喜歡的任務(wù)，或幫助他們完成工作。

TRI認(rèn)為，如今在這些角色中并未出現(xiàn)機(jī)器人，因?yàn)闄C(jī)器人專家尚未找到如何使機(jī)器人在人們每天工作的復(fù)雜、非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中可靠運(yùn)行的方法。與結(jié)構(gòu)化和可編程的工廠環(huán)境不同，自然的人類環(huán)境（如某人的家）是非結(jié)構(gòu)化且多樣化的。例如，每個房屋都是唯一的，其對象的不同組合處于不斷變化的不同配置中。

“ TRI機(jī)器人技術(shù)的研究集中在家庭，因?yàn)樵谶@種環(huán)境下，機(jī)器人可以為實(shí)現(xiàn)人類成就提供最大的幫助這也是機(jī)器人掌握最復(fù)雜的環(huán)境之一。我們的工作集中在兩個關(guān)鍵挑戰(zhàn)上：教機(jī)器人從人類行為中學(xué)習(xí)，并使用仿真來訓(xùn)練和驗(yàn)證機(jī)器人行為?？偟膩碚f，我們將這一思想視為“艦隊(duì)學(xué)習(xí)”，即在一臺機(jī)器上學(xué)習(xí)到某種東西時，他們都會學(xué)到一些東西。我們相信這將成為使人類環(huán)境中的機(jī)器人實(shí)用的關(guān)鍵?！?TRI機(jī)器人技術(shù)副總裁Max Bajracharya說。

教導(dǎo)機(jī)器人

為了解決機(jī)器人在家庭環(huán)境中面臨的多樣性，TRI教導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行具有各種對象的任意任務(wù)，而不是編程使機(jī)器人執(zhí)行具有特定對象的特定預(yù)定義任務(wù)。通過這種方式，機(jī)器人學(xué)會了將所看到的與所教的動作聯(lián)系起來。當(dāng)機(jī)器人再次看到特定的對象或場景時，即使場景略有變化，它也知道可以對看到的東西采取什么動作。

利用人類作為老師是TRI使機(jī)器人學(xué)習(xí)和掌握現(xiàn)實(shí)世界技能的一種關(guān)鍵方式。使用虛擬現(xiàn)實(shí)，人類培訓(xùn)師可以實(shí)時查看機(jī)器人所看到的內(nèi)容，然后命令機(jī)器人執(zhí)行各種不同的動作。TRI的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)正在努力推廣這種學(xué)習(xí)方式，因此，如果一個機(jī)器人在模擬家庭廚房中學(xué)習(xí)了擦拭任務(wù)，則可以在任何廚房中完成相同的任務(wù)。

仿真在操縱研究中的應(yīng)用

TRI在工程仿真和驗(yàn)證機(jī)器人行為的仿真方面進(jìn)行了大量投資。模擬機(jī)器人手與對象交互的方式的機(jī)制非常復(fù)雜，因此傳統(tǒng)上并未將模擬用于機(jī)器人操縱研究。

為了教機(jī)器人一種新的行為，或者改進(jìn)它已經(jīng)知道的行為，TRI的仿真軟件提供了一種理解機(jī)器人性能的方法，而不必每次進(jìn)行更改時都實(shí)際執(zhí)行所有任務(wù)。仿真結(jié)果在TRI劍橋?qū)嶒?yàn)室的真實(shí)廚房中進(jìn)行了測試。TRI研究人員使用仿真工具還可以促進(jìn)機(jī)器人的開發(fā)，即使在有限的硬件和測試設(shè)施訪問期間也是如此。

TRI機(jī)器人研究副總裁Russ Tedrake說：“我們已經(jīng)使用了裝碗機(jī)器人和清理雜物的實(shí)驗(yàn)來自動改善仿真行為，從而提高了真實(shí)機(jī)器人的性能?！?位于馬薩諸塞州劍橋市的TRI機(jī)器人操縱團(tuán)隊(duì)正在致力于進(jìn)一步研究這些挑戰(zhàn)。此功能以前共享了他們在處理棘手問題上的進(jìn)步 。

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新的機(jī)器人硬件和軟件

在考慮在家中使用機(jī)器人解決方案時，TRI團(tuán)隊(duì)也在研究一些更激進(jìn)的想法。

一個創(chuàng)新的概念是“龍門機(jī)器人”，它將從高架框架中下來執(zhí)行諸如裝載洗碗機(jī)，擦拭表面和清除雜物之類的任務(wù)。通過在天花板上行駛，該機(jī)器人避免了使家庭地板凌亂和狹窄空間無法導(dǎo)航的問題。在不使用時，機(jī)器人會將自己塞入路障。為了進(jìn)一步研究這個想法，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個實(shí)驗(yàn)室原型機(jī)器人，該機(jī)器人可以執(zhí)行與基于地板的移動機(jī)器人相同的所有任務(wù)，但具有創(chuàng)新的高架移動系統(tǒng)。

在另一項(xiàng)創(chuàng)新中，為解決機(jī)器人與室內(nèi)環(huán)境互動時對軟接觸的需求，TRI研究人員開發(fā)了具有高密度觸覺感應(yīng)能力的新型軟抓手。Tedrake解釋說：“柔軟的抓手由柔軟的氣泡制成，當(dāng)氣泡與物體或工具接觸時就會順應(yīng)，我們可以通過更改氣泡中的壓力來控制順應(yīng)性?！?“內(nèi)部有一個深度攝像頭，可以感應(yīng)氣泡皮膚的形狀，并跟蹤運(yùn)動以估計(jì)表面的剪切力?！?/p>