PU512V2 3BUR001401R1能够实现的智能化 水平产生重要影响
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此外,工业机器人的编程方法一般包括示教编程和虚拟仿真编程。示教编程需要由操作者 对机器人进行逐步的作业引导,通过示教器操作告知机器人需要完成的动作,示教操作完 成后即生成程序,机器人即可按照生成的程序复现全部示教动作,适用于自动生产线等重 复作业机器人。虚拟仿真编程是通过编程软件实现编程和仿真两个功能,不仅可以编写程 序,还可以对机器人运动进行模拟仿真以验证程序有效性。虚拟仿真编程需要配备机器人 厂家专门的编程软件,例如 ABB 的 Robot Studio。 Robot Studio 是 ABB 机器人仿真和编程软件,一方面提供可视化编程环境是机器人编程 更加灵活高效,另一方面强大的仿真功能可以帮助用户进行机器人应用程序的开发和测试。 2023 年 1 月,ABB 通过云功能增强了其 RobotStudio 机器人编程和仿真软件,新的 RobotStudio Cloud 使个人和团队能够在任何设备上远程实时协作进行机器人单元设计。
IT 架构:软件地位有望逐步提升。我们认为,随着工业机器人向智能化发展,已经逐步进 入软件定义阶段,机器人不再是一个机械制造品(迭代慢/软硬高度耦合),而逐步演化为 IT 产品(迭代快速/软硬解耦)。不论是操作系统、算法库、还是编程开发软件,在机器人迭代 过程中,正扮演着越来越重要的角色,软件算法的差异将对机器人最终能够实现的智能化 水平产生重要影响。基于此,我们看好机器人产业变革下,IT 软件发展机遇,软件地位有 望逐步提升。
AI 赋能有望助力产业变革加速到来
产业趋势:工业机器人正在向具身智能演进
ChatGPT 将人类从机器人流程中的 in-the-loop 变为 on-the-loop。目前,机器人 pipeline (流程)需要一个专门的工程师 in-the-loop 编写代码来改进流程。而 ChatGPT 的引入,可 以替代人类在循环中的位置,人类(技术或非技术均可)用户可以以 on-the-loop 的形式, 通过高级语言命令与语言模型交互,实现无缝部署各种平台和任务。
人类用户在机器人 pipeline 中评估 ChatGPT 输出的质量和安全性。人类在机器人 pipeline 中的任务主要包括:1)定义高级机器人函数库。高级机器人函数库(high-level robot function library)一方面面向机器人平台,能够调用和指导机器人相关动作;另一方面面向 ChatGPT, 保证库中函数的命名应能便于 ChatGPT 理解和遵循。2)构建 prompt。Pompt 描述任务目 标,并标识允许 ChatGPT 使用的高级函数库中的函数。此外,还可以包括约束信息,或者 告知 ChatGPT 如何组织其响应。3)分析评估 ChatGPT 输出结果并反馈。用户以 on-the-loop 的形式,通过直接分析或模拟来评估 ChatGPT 输出的代码,并就输出代码的质量和安全性 向 ChatGPT 提供反馈。4)迭代。不断迭代 chatgpt 生成的结果直到符合人类预期,并确 保最终的代码可以部署到机器人上执行。
简单任务:ChatGPT 能够以 zero-shot 的方式解决简单的机器人任务。对于简单的机器人 任务,用户只需提供 prompt 和函数库描述,不需要提供具体的代码示例,ChatGPT 即可 zero-shot 解决时空推理、控制真实无人机和无人机工业检测等问题。1)时空推理:要求 ChatGPT 控制一个平面机器人,用视觉伺服捕捉篮球位置。2)真实世界无人机飞行:使 用 ChatGPT 和 API 控制一个真实的无人机,完成物体寻找任务。3)AirSim 工业检测:基 于 AirSim 模拟器,利用 ChatGPT 控制模拟域无人机进行工业巡检。
复杂任务:在人类用户 on-the-loop 交互下,ChatGPT 能够完成更复杂的机器人控制任务。 对于更复杂的问题,ChatGPT 没法 zero-shot 完成或者完成效果有限,此时人类用户可以 以文本反馈交互的方式辅助 ChatGPT,完成课程学习、AirSim 避障等任务。1)课程学习: 教授 ChatGPT 简单的拾取和放置物体技能,并将所学会的技能按逻辑组合用于更复杂的区 块排列任务。2)AirSim 避障:ChatGPT 构建了避障算法的大部分关键模块,但仍需要人 工反馈无人机朝向等部分信息。人工反馈均是高级的自然语言,但 ChatGPT 能够理解并在 适当的位置进行代码修正。
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