中国人工智能学会

Chinese Association for Artificial Intelligence

GAITC 2017 AI变革时代的智能系统测评分论坛实录丨陈渌萍:智能机器人检测技术与平台

发布时间:2017-06-14

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陈渌萍

工业和信息化部计算机与微电子发展研究院中心

(中国软件评测中心)副主任

以下是陈渌萍的演讲实录:

各位嘉宾,中午好。感谢陈老师给我这样一个机会,我觉得能够在这里跟大家分享我们的技术和成果,我个人感觉到非常光荣。今天跟大家分享的题目是:智能机器人检测技术与平台。我今天跟大家汇报三个内容,讲一下技术和成果所呈现的平台建设的意义和它的实施情况,以及现在取得的一些成果。

关于意义这块,我简单说一句。因为这个论坛叫测评分论坛,所以说一下测评的对象是什么,是机器人。机器人实际上前面各位专家都分享了非常精彩的演讲,大家也都认知到了机器人其实是一个融合技术的产品。它实际上突破了我们传统的机器和电子,已经进入到了自动化技术、计算机技术、人工智能也是它很有代表性的技术。同时,我们可以看到习大大还有克强总理,在以往的一些重要讲话中也都提出来,我们机器人是代表制造业水平的重要标志,也是我们第三次工业革命的切入点。克强总理在“互联网+”的行动计划中,也明确了机器人的地位。

从测评的角度来讲,也就是说其实我们国家去年在测评认证方面是特别热闹的一年。为什么这么说?因为我们从来没有出现过五个部委联合在检测和认证方面发了这么多文件,包括622号文、169号文,这都体现出机器人检测的重要性。

国家立足京津冀地区,机器人产业已经形成了五大产业集聚区。因为今天在北京开会,所以谈一谈京津冀其实也有很多产业园区,包括北京的亦庄,天津的滨海。刚才郑总讲了机器人的国评中心,以及CR认证的相关事情。我想因为机器人刚才我说了它是一个融合的技术,所以我们从来不指望自己能做所有的事情,在机器人检测方面,我们跟北航机器人研究所、机床所、北京机械工业自动化研究所都有广泛的合作。

同时,可以看到北京市自己在智能机器人产业发展实施方案中明确提出来,支持中国软件评测中心机器人检测平台在昌平总部建设。大家可以看到,讲实施的情况,大家可以看到现在目前在这里研究的基础是什么,已有的成果是什么。我们自己建设机器人检测实验室,我们有一栋楼叫机器人检测大楼,我们的检测实验室位于昌平沙河,如果各位同行如果感兴趣,非常欢迎你们到昌平交流参观。

这里是我们的航拍图,这里我们是机器人在昌平产业科学园里面专门有一栋楼,叫机器人检测公共服务平台。有五个实验室,细心的同行可能看到了,在这个检测平台的对面还有一个机器人主题酒店。首先跟大家浏览一下实验室的能力和技术。

这里我们建设了五个实验室,前面三个主要是侧重于一些机器人产品的。第一个是机器人嵌入式软件系统的检测。第二个本体,我们所说的整机的测试。第三个是核心零部件的测试。重点介绍一下后面两个实验室,因为我们分别侧重于工业机器人和服务机器人,建设了两个实验室。这两个实验室规模和能力都比较值得关注。

前面几个实验室先浏览一下嵌入式实验室,主要对应用软件的工程化进行评估,还有一些对基础的支撑软件健壮性和适配性进行技术评估。机器人的开发系统、应用平台和支撑软件都在服务范围内。第二个整机的标准化实验室,一般做机器人检测的都会建设这个实验室,主要对机器人的性能和标定进行检测和评估。我们用的工具没有自己自主知识产权的工具,大多数都是购买国外的产品,这是非常遗憾的。整机测试大多在现场做,例如右下角的图,但是我们也有一个实验室,可以把机器人送到我们这里来做。第三个实验室是核心零部件的实验室,这里跟西交大、重大,还有和机器人的厂商合作做了一个RV减速器、协波减速器的检测试验台,对减速器的核心指标进行测试。

我们有两个重点的实验室,第一个试验室是工业机器人数字化生产线集成应用测试实验室。这里体现的是集成应用。所以机器人放到生产线上,关注它的多机协作性、控制实时性、联合加工安全性,互联互通性,这是实验室检测能力的体现。

机器人是智能制造的代表,所以我们建造这个实验室的时候没有在那里部署一条生产线,而是以五个智能单元的形式体现机器人的核心应用。它和智能制造是如何结合的?在五个智能单元里面都有体现。在建设五个智能单元的时候,我们的主旨是什么?大家知道在工业机器人方面,我们的产品目前不如日本、不如德国,在五个智能单元里面,我们的主旨都是围绕着对标检测。国外的技术发展到什么程度了,我们跟它们的差距是什么,这些差距不是大家讲的定性的差距,而是一些量化的差距,也就是说指标体系差距是什么。所以我们看一下第一个智能单元,基于主流协议的开放接口智能单元,搭建基于Ethercat协议的开放接口集成应用场景,将自主知识产权的工业机器人、数控机床、智能监测仪设备介入系统。因为这个机器人协议是应用非常广泛的,是国家标准,也是市场默认标准。在这里测它的互联互通,同时评估基于这种协议的应用,是不是体现出一种高性能、高集成性和高扩展性。这是智能单元的效果图,大家看到智能机器人和机床都在环境中。

我们把支持EtherCAT都集成到这个领域中。

第二个大家关心的机器人产品的功能安全。我们把发那科的机器人进行对比,基于IEC 61508的标准,研发了与国际接轨的功能安全的评估流程和功能安全的测试内容,对机器人的功能安全进行测试。这是这个单元的图,大家可以看到,我们模拟了一个搬运的动作,测试它的功能安全的应用。

第三个智能单元,大家目前提到的很多的智能传感器单元。这里其实我们既关注国内,也关注国外。国内跟机科集团进行合作,帮我们实现了激光导航与自然导航组合的叉车式的AGV产品应用。我们结合国外,把KUKAKR30与SICK结合在一起,具备工业机器人不规则物体的目标识别的能力。这是我们的场景,可以把不规则件进行重新摆放,当然摆放之前的动作是识别。很多专家都认为,智能机器人让大家感触最深的是什么?其实就是视觉传感器里面的应用,所以我们设计这个智能单元的目的也在这里。

第四个智能单元是人机协作。大家可能比较了解右边的ABB的YuMI。但是我们也有遨博I系列的机器人,我们进行对比和可靠性检测。

最后,是智能、分布、互联自动化生产线智能单元。它是一个集成的应用,刚才提到了想建设一个生产线,但是在我们的实验室里面不可行。所以我们和沈阳高精合作,引进了它们的自动化生态系统和信息物理生态系统融合的集成环境,在环境里面既体现设备的控制,也体现了数据层的信息控制。这是它的集成环境。实际上是可操作的,大家看到的是一个模型。

我们在去年跟德国的博世进行了一些交流,它们也在展示智能的单元。因为这个东西不是产品化的,如果你们需要的话,我们会以2000万人民币的价格卖给你们,说明他们的核心技术在里面集成的非常多。当时因为我们的资金是有限的,所以没有购买它的产品。

上面我介绍了我们工业机器人实验室的五个智能单元,下面简单浏览一下服务机器人。这是我们另外一个团队在做,他们也有一个检测实验室。服务机器人不能说什么都能测,但是测到人工智能方面的交互安全和环境适应性。服务机器人也不是什么类型都能做,现在在家庭作业、家庭安防、反恐防爆方面也做了一些工作。

首先,说到安全。这里想跟大家讲的是前面工业机器人提的更多的是功能安全,但是对于服务机器人来讲因为有人机交互的功能在里面,所以信息安全也是相对重要的。这里大家可以看到在信息安全方面我们有齐备的工具、齐备的测试框架和模型。功能安全方面,工业机器人和服务机器人可以进行一些在内容上的共享,包括它的流程、内容。还要提一下,在安全方面,其实还包括机器人异构协议的互联互通,比如说网络性能,脆弱性和抗毁性。

下面说一下服务机器人另一个智能化体现,就是环境适应性。这块在我们的实验室里面有几个检测内容。第一,复杂路面适应性。我们模拟了各种各样的路面,测试复杂路面的通过能力,还有平稳性。第二个特点,环境抗干扰。刚才陈老师提到了这个问题,这个很核心。我们经常看到机器人在实验室很好用,但是上台就不工作了。我们部署了一个迷宫,有很多干扰源和障碍。第三方面,避障能力。上次广州高交会上的小胖,他突然间失控了,冲出去了。他有各种各样的问题,但是避障也是一个问题。我们有假人来模拟。

最后路径规划能力,我们看到现在很多机器人并没有在路径规划能力方面有很强大的功能,还是按照既定的路线实现。一旦有了规划能力,它实现的功能要更加强大一些。

总的来讲,服务机器人检测和工业机器人有点不同,我们放在实验室环境测,同时也放在一个主题酒店测。我为什么邀请大家去昌平看?因为我们的检测大楼对面就是主题酒店,有陪伴机器人、引导机器人、接待机器人,还有帮你打扫卫生的清扫机器人。这里希望这种真实的场景,能够给机器人一个很好的验证。大家看到门口跑的机器人,就是我们第一批引进到主题酒店里面的机器人。

我们跟标准化研究院还有一项创新性的合作,人机功效的测评,我们希望制定出标准,研发出相对应的检测技术来。
总的来讲,前面我讲了一下这几个实验室的情况。最后成果很简单,大家看一下就可以了。刚才郑总也介绍了,我们也是国家指定的机器人检测和认证机构,获取了一系列的试验验证、认证和检测资质。同时在机器人的整体框架下,机器人总体标准组里面参与做一些标准制定工作。目前,检测服务有33类,认证服务在逐渐开展。这里展示了我们已经做过的一些案例,总的来讲其实不管工业机器人和服务机器人,在目前的质量控制方面,大家还是非常的认可的,需求量也是不错。

最后,我想说一下。因为我们检测的成果大家可能会觉得就是手里捏了一把缺陷。但是我们希望把检测数据以平台的形式展示出来,我们还建有机器人的大数据分析平台。这里就不详细说了。同时在不断开展机器人的竞技赛,刚刚结束的是仓储机器人的竞技赛,我们设定了核心指标,各个厂商积极参与。最后可以看到国内仓储机器人水平到底是什么样子的。

以上是我们在智能机器人方面的一些检测技术和平台应用,欢迎大家对我们批评指导,更欢迎大家到我们这里参观和学习。谢谢大家。

(本报告根据速记整理)

CAAI原创 丨 作者陈渌萍
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