Polhemus采用体积小巧、重量轻盈的传感器,可对物体、人体乃至机器人本身进行精确跟踪。例如,若需要精确掌握机械臂的位置或机械手的姿态,Polhemus运动跟踪技术正可以派上用场。根据具体应用场景的不同,这类跟踪技术也常被称为动作捕捉、运动测量或运动控制。
Polhemus运动跟踪技术与机器人堪称天作之合:二者都追求高精度、高速度和可重复的结果,且同样具备高度可靠性。那么,机器人为何被快速采用?跟踪技术又为何成为机器人应用中的必要环节?下面我们来看看行业当前面临的一些痛点,进而理解机器人如何提供切实可行的解决方案。

劳动力短缺是当前多个行业共同面临的挑战。疫情进一步加剧了这一问题,许多企业难以招募到足够的员工以满足生产需求。在部分场景中,机器人可以填补用工缺口,帮助企业解决这一难题。
机器人能够缓解劳动力短缺问题的一个典型场景,是制造业和工业环境中的重复性工作。据麦肯锡全球研究院估算,在约60%的职业中,至少30%的具体工作内容具备被自动化替代的技术可能性(McKinsey Global Institute,Jobs Lost, Jobs Gained: What the Future of Work Will Mean for Jobs, Skills, and Wages,2017年11月,https://www.mckinsey.com/featured-insights/future-of-work/jobs-lost-jobs-gained-what-the-future-of-work-will-mean-for-jobs-skills-and-wages)。
甚至有一些全球大型快餐连锁企业正在测试用机器人来自动翻转汉堡。
尽管以机器人替代人工会带来一定的经济影响,例如对部分劳动力群体产生负面冲击,但支持者认为其带来的益处远大于弊端。机器人的拥护者普遍指出,将机器人引入劳动力体系有助于降低生产成本、提升生产效率。
支持者还指出,机器人可以承担人类不愿从事的岗位工作。机器人不会生病,工作表现稳定、高效,且能够准确执行操作指令,同时也无需承担人事管理与绩效考核方面的成本。
在制造业和工业领域,机器人与三维精密运动跟踪技术的结合,可广泛应用于研发阶段、培训与仿真环节,以及生产线的实际运行中。例如,若需要精确掌握机械臂所在位置,只需为其安装一个运动跟踪传感器,即可实现精密级运动控制。
Polhemus的微型运动跟踪传感器可实现亚毫米级精度的动作跟踪,并能够穿透手套、衣物乃至人体进行跟踪,这得益于Polhemus交流电磁跟踪技术的独特原理。由于不依赖摄像头或光学技术,Polhemus跟踪系统无需视线覆盖即可实现连续、稳定的跟踪。
机器人的另一新兴应用场景,是替代人类在高风险环境中作业,例如涉及危险化学品、高辐射暴露的场所,以及其他可能危及人身安全的工业环境。在极端情况下,机器人甚至能够真正化险为夷。这也是机器人融入劳动力体系最具说服力的应用场景之一,在探讨机器人的合理应用时,这类场景通常也最少引发争议。
手术本身已经令人担忧,如果还需要专科医生、而所在地区又缺乏相应医疗资源,情况会更棘手。幸运的是,远程机器人技术(telerobotics)正在缓解这一困境。远程机器人技术的基本原理,是通过远程操控来控制机器人。这类技术已被应用于多个行业,其中也包括外科手术领域。机器人辅助手术让患者有机会获得高度专业化的外科医生及相关手术服务,即便这些医生身处世界的另一端。自1985年首例机器人手术开展以来,机器人手术技术已经历了长足发展。据《美国医学会杂志·网络公开版》(JAMA Network Open)2020年发表的一项研究(Sheetz KH, Claflin J, Dimick JB,2020年第3卷第1期,编号e1918911)显示,在美国密歇根州73家医院、涵盖16.9万余名患者的队列研究中,普通外科手术中机器人辅助手术的使用比例从2012年的1.8%上升至2018年的15.1%。https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6991252/
凭借高保真的跟踪能力,Polhemus技术已被广泛应用于虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、手术培训等领域的手部与手指跟踪。灵巧机械手系统在高水平科研及多种行业应用中都发挥着重要作用——这些精密的智能设备能够完成抓取、搬运重型工具等操作,并可重复执行相关动作。
有观点认为,机器人的一大局限在于缺乏人类般的灵活度——但事实真的如此吗?Shadow Robot公司开发的Shadow灵巧手(Shadow Dexterous Hand)正在打破这一认知。作为该公司屡获殊荣的旗舰产品,Shadow灵巧手也是目前市场上灵活度极其接近人手的机器人手部产品
Polhemus技术是Shadow Robot突破性遥操作系统的关键组成部分。借助这一机器人领域的创新技术,用户可以在安全距离之外(即使跨越大洲)操控机械手。
借助Shadow手套(Shadow Glove),机器人可通过遥操作完成危险、枯燥、脏污或精细的作业任务。Shadow Robot采用了Polhemus运动跟踪传感器,两项领先技术的结合,堪称机器人领域科研人员的优先之选。详情请参阅相关案例研究。
机器人是一项重要的技术创新,其运行表现与程序设计、硬件配置及所采用的相关技术密切相关。随着人工智能、机器学习以及5G等技术的发展,机器人相关技术和应用也在不断演进。与此同时,机器人正逐步应用于工业生产等多个场景,并持续拓展在复杂任务中的应用范围。
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