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Forge/OS与Unity让机器人制造更简单

2021年6月14日 类别 制造业 | 11 分 阅读
Ready Robotics Updated Header
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Unity的用户们在机器人领域的杰出成就是大家有目共睹的——他们不仅能在模拟中测试与训练机器人,还能操控现实中的机器人。创作者们的创意总能出乎我们的意料,有些用户甚至在使用Unity来训练机器人的操作员

这也是READY Robotics公司正在做的,该公司最近新推出了Forge/OS机器人开发软件,目的是提高机器人的易用性。毕竟,如果每个人都要有个博士学位才能操作机器人,那机器人革命就永远不会到来!

Unity的核心理念是,创作者越多,世界也就更美好。本篇博文由READY的联合创始人兼首席创意管Kel Guerin、市场副总裁Erik Bjørnard提供,将介绍READY Robotics如何使用Unity和Forge/OS赋能普通机器人创作者。

机器人的目的是让生活更轻松

机器人一直以来引发了许多人的想象。因为它们作为人类的造物,能够以近似真人的方式与现实世界互动,也难怪我们经常能在电影和电视中看到它们。最近,随着Roomba(吸尘机器人)等设备的出现,机器人已经走进了我们的日常生活,但还有更多的机器人每天都在帮助我们制造日常消耗品。在商业领域,工业机器人自20世纪60年代发源,与第一批大规模生产的计算机近乎同时出现。这就形成了一个对比,如今的计算机俨然成为世界上最为常见的技术,但机器人的数量却并没有这么多。

Fanuc CR-7iA Collaborative Robot running Forge/OS
搭载Forge/OS的Fanuc CR-7iA协作机器人

机器人数量的稀少可能会造成一个问题。正如去年所见,一个建立在人类劳动上的制造行业是非常脆弱的,很容易会出现关键医疗部件、微处理器,甚至木材的短缺。而每一位制造业从业者都会说,自己希望能更多地使用自动化,但却根本做不到。 

这是为什么呢?因为机器人普及很困难。每次机器人编程和安装都会涉及大量的知识,要求安装人员具备高级学位或经过数月的培训。让情况更加复杂的是,每种品牌的机器人都完全不同,几个月的培训只能应付一种品牌,一旦换成另一个品牌,所有东西都要推翻重来。这就好比每买一台新的笔记本电脑就必须学习一个新的操作系统,而这正是计算机在上世纪70年代末面临的问题。每个制造商各自为政,发布不同的计算机硬件和软件,需要有专门的知识才能使用。这使得计算机使用起来非常困难,就像今天的机器人一样,但当时计算机的数量还并不多。 

而解决了计算机问题的方案,也可以解决机器人的问题。在80年代,计算机被两样东西彻底改变:易用性(由苹果公司起头,其他公司紧随其后)和通用平台(微软DOS和Windows)。当电脑门槛降低时,比如苹果公司的电脑,应用也就纷至沓来。当Windows这类通用平台出现时,每台电脑都可以运行相同的软件,而人们可以根据需求挑选合适的电脑,不必重新学习操作方法。READY Robotics公司从这些经验教训中获得了启发,决定开发一种可在任意机器人上运行的软件平台,实质性地提高机器人的易用性。

消除隔阂的Forge/OS

The READY Pendant running Forge/OS
搭载Forge/OS的READY Pendant

由READY开发的Forge/OS是首款以终端用户为中心的机器人操作系统。Forge对机器人的意义正如Windows对电脑的意义(及安卓对手机的意义),它提供了一套通用的接口,让同一个软件“应用”可以在任何机器人上运行。为了普及机器人,我们已经着手在Forge上建立自己的应用程序,这就好比手机或电脑上的应用程序一样。其中一个机器人编程应用名为“Task Canvas”,它允许用户使用流程图和功能块为机器人编程。任何人都能在几分钟内用Task Canvas轻松学会机器人编程,并在不到一天的时间内胜任严肃的任务。考虑到一般工业机器人通常需要70多个小时来学习,这是一个相当大的进步。而且,由于Forge可以在任何机器人上运行,一个人只需要花一点的时间学会Task Canvas,就能像Excel一样,在所有搭载Forge/OS的机器人上使用。

接着,限制机器人使用的另一个限制条件就是硬件的获取了。即使Forge/OS和Task Canvas能将机器人的培训时间从几周缩短到几小时,用户也必须要有一个实体机器人来开展工作。这就引出了另一个不小的问题,虽然工业机器人的价格正在逐渐走低,但标价仍高达数千美元,这也意味着不是每个人都能用上它们。而READY的核心愿景是让所有人都能使用机器人,我们于是把目光放在了日渐普及的模拟软件上。我们的想法是,让每一位拥有电脑的人在PC为模拟出的机器人编写程序,从而达到不用实机也能学习Forge/OS与Task Canvas的目的。

 

Unity驱动的Forge机器人模拟器

READY’s Unity simulator presents a wide range of robot environments for learning different activities
READY的Unity模拟器提供了多种机器人使用情景,可用于学习不同的机器人活动

我们最后找上了Unity引擎。使用Unity的不仅有游戏开发者,也有制造业等其他行业的从业者。Unity打造了一套质量高、使用简单的工具,可用于创建高度逼真的模拟环境、极度写实的纹理、物理模拟和光照——工具的效果已经达到了可以以假乱真的水平。在此基础上,Unity最近发布了一套专门用于机器人模拟的工具,称为Unity Robotics ,其中包括一个新的ArticulationBody游戏对象,让Unity中的机器人能更加贴近真实的机器人。 

因此,我们完全可以在Unity中为Forge/OS开发一个机器人模拟器,并在5月份的Forge/OS 5发布活动进行展出。Forge Robot Simulatior(机器人模拟器)结合了Task Canvas的简易编程与Unity的模拟机器人,其操控与真正的机器人完全一致。不仅如此,得益于Unity强大的内置工具,我们能够创建出极度逼真的环境,让机器人在其中运行。 

模拟器中包括了展示基础机器人运动的简单环境,一直到完整的工业工作单元。此外,如果你需要研究一个完整的机器人系统,我们用Unity模拟了诸如抓手和机床等物品,这些设备可借助脚本与机器人协作完成任务。 

所有这些形成了一种逼真的机器人体验,你可以用程序让机器人抓取物体、触发其他设备,并执行常见的工业任务,一切都在PC上运行,无须实际硬件。在模拟中学习Forge后你就能在真正的工业机器人上开展工作了,在模拟中掌握的知识可直接应用到真正的工业机器人上,因为它们运行的也是Forge/OS。

我们非常期待有一天,从机器人专业学生到自动化从业者的任何人都可以在自己的电脑上学习真正的机器人编程。我们相信Forge/OS可以成为机器人界的Windows和苹果,让机器人更加易用,让所有人都能踏入机器人世界。我们相信Forge Robot Simulator能让任何人在一个Unity驱动的逼真模拟中上手Forge/OS的使用。 

Forge/OS目前可在READY Robotics网站购买。Forge Robot Simulator将于今夏问世。

 

了解更多

  • Unity的数字开发者日 -参加Unity即将举行的虚拟活动,READY的联合创始人和首席创新官Kel Guerin将发表演讲。免费注册。
  • Unity Robotics GitHub - 今天就通过我们的一些例子和教程来开始使用Unity机器人技术吧!了解更多。
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2021年6月14日 类别 制造业 | 11 分 阅读