移动机器人的新应用

移动性有望成为柔性机器人的下一个前沿。虽然固定机器人在制造业中总有一席之地，但用移动机器人增强传统机器人在新应用中为终端用户提供了额外的灵活性。这些应用包括医疗和外科手术、个人援助、安全、仓库和配送应用，以及海洋和空间探索。

“我们看到所有行业对移动机器人的兴趣都在增加。KUKA机器人公司(密歇根州Shelby Township)的医疗客户经理科里·瑞安(Corey Ryan)说:“一个移动机器人能够服务于多个地点，并执行广泛的任务，这对专业应用程序有很大的吸引力。”

移动应用程序
加州普莱森顿Adept技术公司的副总裁兼总经理拉什·拉塞尔说，移动机器人正在激增。“在工业领域，移动机器人正在重新定义自动引导车辆(agv)的竞争环境，因为现代移动平台能够在不需要改造或投资现有基础设施的情况下在某些地区运行。移动机器人克服了agv的一个历史障碍，即它们不能动态地改变自己的路线。移动机器人配备了先进的感官和增强的智能系统。”

LaSelle补充道，降低成本使得在仓库配送和线边物流应用中部署大大小小的车队成为可能。

Motoma America Inc.Motoman Robotics部门的技术主任Erik Nieves表示，移动机器人在绘画和展示应用中特别有用。（俄亥俄州迈阿密斯堡）。“移动性是机器人的力量倍增器，我认为在绘制非常大的结构，如C-130飞机。两个固定机器人不能在它们之间进行整个飞机，因为它们无法到达到处都是。“两个以上的固定机器人构成了太多的硬件，吞吐量很少。“每个机器人都画了一块小件，然后闲置，停放的不仅仅是移动，”聂说。

尼夫斯建议，与其在飞机周围增加额外的固定机器人，终端用户需要一种方法，让两个机器人处理整个飞机。“要用两个机器人给整个飞机卸漆，这两个机器人需要移动。”由于飞机的几何形状，将机器人放在伺服轨道或龙门上是不可行的。尼夫斯说，“将两个七轴机器人放在移动平台上，并在飞机周围驾驶它们”是一个更好的解决方案。

同样，西南研究所(SwRI, San Antonio, Texas)的高级研究工程师保罗·赫瓦斯(Paul Hvass)表示，移动机器人有助于从大型飞机上高效地去除油漆。“我们开发计量参考粗加工精确机械手(MR ROAM)的动机是为了证明在非常大的工作空间中实现高精度、工业级移动操作，并能应用于飞机油漆剥离等应用。SwRI有25年的历史，为战斗机喷漆剥离和其他大规模应用开发、部署和支持定制机器人。”

HVASS继续说，“从较大的飞机到经济地带涂料，需要移动自动化。在未来，我们设想为大型任务开发的移动机器人，包括航空航天，离岸和道路，桥梁和建筑施工。这些机器人最初将在将更重型任务转移到移动机器人技术成熟之前，最初承接绘画，清洁和检查等轻型任务，“HVASS总结。

医疗/手术应用
科里·瑞安谈论了移动机器人在医疗和其他生命科学应用中的潜在用途。“医疗应用一直是一个不断发展的领域，有大量尚未开发的应用，如药物输送，或专门设备的移动治疗系统的开发。”

RMT机器人有限公司(加拿大安大略省格里姆斯比)的销售和市场总监Bill Torrens说，自主移动机器人(AMR)可以在帮助医生进行外科手术方面发挥作用。AMR技术应用于外科手术。根据输入，机器人手臂协助外科医生执行任务。路径规划算法可以让机器人自主移动。”

MICROMO公司(佛罗里达州清水市)的应用工程师肖恩·汤普森认为机器人技术在自动化假肢制造中的应用正在增加。“最小化马达尺寸有助于使假肢更接近人类的自然形态。这归结于使用能量来建造更接近模拟身体自然能力的假肢。”

危险的探索者
移动机器人可以访问对人类危险的领域，Andrew Goldenberg，Engineering Services Inc.总裁Andrew Goldenberg（ESI，Toronto，安大略省，加拿大）。“移动机器人用于达到核电站等难以接近的区域。移动机器人在具有高辐射水平的核环境中非常有用，特别是在灾难或灾难的威胁期间。“

戈登伯格接着说:“一些公司在水下使用机器人，而另一些公司则想把机器人开发用于军事应用、水雷的海岸线勘探和修复船舶结构。”ESI参与的是用于太空探索的移动机器人，比如在火星上远程移动的漫游者。

Goldenberg说，作为一个警告，“目前的机器人设计还不足以承受高辐射影响其电子线路。已经有人尝试设计专门用于这种环境的移动机器人。”

戈登伯格说，与移动机器人进行无线通信仍然是一个挑战。“如果移动机器人进入地下或地铁隧道等连通性较低的地区，就可能失去对机器人的控制。”

赫瓦斯还谈到了与移动机器人之间的交流。“如果机器人通过无线链路与基础设施通信，由于带宽共享、无线电之间的可变距离、障碍物和非确定性协议，该链路很容易受到攻击。”

肖恩·汤普森(Sean Thompson)也在考虑将移动机器人用于难以进入的区域。“我们看到人们对水下机器人更感兴趣，研究机构使用的小型非系绳机器人。空中机器人倾向于两种方式，小平台和大平台，这取决于任务。相机包变得更小，使得空中机器人可以在更小的飞机上、更短的距离、更低的高度漫游。这些遥控飞机正在收集高度详细和准确的视频。”

汤普森谈到了移动机器人在军事上的其他应用。“士兵们可以用机器狗和外骨骼携带更重的货物。这项技术不同于替代服务犬，但将在5到10年内普及。”

LaSelle还认为移动机器人可以用于巡逻和监控应用。“移动机器人的另一个关键扩展是在监控、安全和巡逻方面。巡逻应用程序为用户提供了监测入侵、热和其他环境条件的能力。一个关键的活动领域是监控和巡逻空置物业以及仓储空间。”LaSelle表示，这种能力的提高是由于自动车辆巡逻能力的可靠性和低成本。

热监测对互联网服务器群和其他敏感的电子或机电系统特别有意义。LaSelle指出，水的进入也通常通过移动机器人的方式进行监测。

移动机器人正在其他非工业应用领域寻找出路。“部署和拥有移动机器人的成本降低，已经将它们的触角延伸到非工厂应用领域。目前这一代智能汽车正引领医院、实验室和一些办公室使用移动机器人，以减少熟练劳动力在日常运输任务中的使用。”

继续，Laselle补充道，“移动性已经是服务应用程序中的规范，这个部门旨在获得巨大的增长。预计服务机器人将在几年内掩盖工业机器人部门。德比尔认为移动机器人将成为未来几年的令人兴奋的地区，“Laselle报道。

移动=瘦
托伦斯说，真正的精益制造正在通过移动机器人实现。“移动机器人连接了自动化孤岛。精益制造的最后一个前沿是促进制造工作单元之间的联系。移动机器人现在用于从捐赠区域运送材料，并将这些原材料运送到工作单元。”

托伦斯说，移动机器人为制造商提供了更高水平的灵活性。“例如，一个制造工厂通常会交付一箱100个零件给机器工作。这是批量加工的一个例子，而不是精益生产。精益生产包括计件生产的理念，或更小批量的理念。如果每次将一件物品送到机器上，制造商就可以更灵活地在制造单元之间使用机器人运输。这种方法就是精益生产。”

托伦认为“移动机器人终于实现了未来工厂所谓的目标的目标。机器已经到位，但运输后勤不是。“移动机器人提供了物流支持，争论托伦。“为了实现精益制造，机器人必须高度智能，能够自主地从任何随机原点到任何随机目的地传送部分。移动机器人技术达到这一点，无法正常地提供材料。“

LaSelle预计移动机器人将通过在仓库和码垛应用中处理最优批量尺寸来服务于精益制造。“爱德普将移动性和可操作性的结合视为一种强大的组合，这一点在对案件挑选应用程序日益增长的需求中显而易见。公司希望在他们的工厂中移动更小的批量。”LaSelle总结道，终端用户希望从仓库到生产线移动的货物少于一个托盘。

“公司寻找的解决方案是在仓库中单独挑选箱子或零件，而不是拖一整条货架。随着这一趋势的继续，预计对包含移动性、操纵性和视觉的系统的需求将会增加。考虑到技术进步的速度和制造业小批量生产的动力，我们将看到移动机器人在未来6到7年内成为制造业的主要产品。”

自主运动
埃里克·尼夫斯说，真正独立的移动性对于机器人为制造业增加重大价值是必要的。“移动性使机器人从机器变成了生产伙伴。机器人必须去工作，但如果机器人被固定在地板上，在机器人之前没有工作，机器人对生产过程没有任何价值。”尼夫斯说，移动机器人技术的哲学基础是将移动机器人带到生产地点，而不是生产固定的机器人。

任何移动平台都必须解决与电源，导航和校准有关的问题，说Nieves表示。“代替移动机器人通过脐带束缚到电源源，机器人在达到兴趣点时将停靠在电源，在工作时充电。”板载电源只需在运输过程中保持机器人流动。

尼夫斯将注意力转向导航，也就是“机器人如何自动从A点到达B点。”利用同步定位和测绘技术，移动机器人可以在很大程度上独立地从一个站点移动到另一个站点，而不需要对设施进行很多修改。为了改变移动机器人的路径，(一些引导)标签被放在其他地方，”尼夫斯描述道。

校准是尼夫斯方法的最后一个要素，用来衡量机器人离预定目的地有多近。“每次到达1点，机器人都必须校准自己，以适应它面前的机器。校准是通过某种方式完成的，比如触发三个点，或使用视觉传感器让机器人确定自己的位置。”

Kiva Systems公司(位于马萨诸塞州北雷丁)的自动化仓库系统就是移动机器人快速、高效地完成客户订单的一个例子。这个基于机器人的系统给在线零售巨头亚马逊(Amazon.com，西雅图，华盛顿)留下了深刻印象，并于2012年3月收购了Kiva。

要移动
与任何新的尖端技术一样，移动机器人尚未成为制造业的规范。“在重型或不寻常载荷应用中，移动机器人平台越来越普遍，人们对小型移动平台的兴趣也越来越浓厚。考虑到目前移动平台使用的技术水平，这些产品在未来5到10年内可能会变得非常普遍，”科里·瑞安说。

为了做到这一点，机器人行业将需要继续教育终端用户移动机器人的潜力。欲了解更多关于服务机器人的信息，请查看2011年的专题文章《机器人在线:服务机器人及其在多个市场的快速崛起》。