10月28日，2020聯(lián)想創(chuàng)新科技大會上，晨星工業(yè)機(jī)器人成為最吸引眼球的黑科技。它的任務(wù)不簡單，因為是為國產(chǎn)大飛機(jī)的制造而工作。晨星機(jī)器人具備自主模式和人機(jī)協(xié)同模式，自主模式下機(jī)器人可以智能行動、智能建圖，無需人的控制而移動。采用3D物體識別，用于引導(dǎo)機(jī)器人上的機(jī)械臂執(zhí)行任務(wù)，同時，路徑規(guī)劃也實(shí)現(xiàn)自主，能夠?qū)崿F(xiàn)避障功能。

飛機(jī)需要噴漆的零件高達(dá)數(shù)百種，在傳統(tǒng)自動化噴涂實(shí)踐中，機(jī)械臂的示教和調(diào)試要花費(fèi)幾周的時間；但如果采用人工噴漆，質(zhì)量會依賴于工人的操作手法，也很難保證一致性。而晨星工業(yè)機(jī)器人就是解決上面難題的。聯(lián)想研究院的研發(fā)專家透露，晨星工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)需求和任務(wù)極其緊急，從商飛需求的提出到聯(lián)想最終將產(chǎn)品成型，一年時間日夜兼程。

聯(lián)想集團(tuán)高級副總裁、CTO芮勇博士介紹稱“首先，機(jī)器人會對整個車間進(jìn)行空間掃描感知，數(shù)據(jù)在邊緣側(cè)的虛擬機(jī)上實(shí)時三維建圖和渲染，并通過容器化的SLAM技術(shù)，導(dǎo)航定位，移動至指定的噴漆間。機(jī)器人的雙目立體相機(jī)將操作臺的工件和周邊情況實(shí)時采集到邊緣服務(wù)器。邊緣服務(wù)器隨后將3D視頻流實(shí)時推送到AR眼鏡。而工人通過AR眼鏡和手柄遠(yuǎn)程操縱機(jī)器人同步執(zhí)行噴漆，手感完全等同于親臨現(xiàn)場。這樣操作一次自然示教之后，該零部件的噴漆能力就保存在了邊緣側(cè)，之后對于同樣規(guī)格的零部件，機(jī)器人就能實(shí)現(xiàn)自主噴涂。此外，機(jī)器人還能進(jìn)行基于計算機(jī)視覺的噴涂質(zhì)量自動檢測。”

在工人示教之后，機(jī)器人即可實(shí)現(xiàn)自主噴涂

晨星機(jī)器人是什么？

聯(lián)想晨星機(jī)器人是一個能夠幫助用戶立體感知遠(yuǎn)程環(huán)境，并且與之實(shí)時交互的機(jī)器人系統(tǒng)。大量的前沿技術(shù)使得該機(jī)器人系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程呈現(xiàn)，遠(yuǎn)程控制以及示范學(xué)習(xí)（3T）的能力。

系統(tǒng)的整體架構(gòu)為：機(jī)器人位于遠(yuǎn)程工作空間內(nèi)，將其拍攝的3D視頻流通過5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至用戶，同時接收來自用戶的控制指令；用戶位于操作區(qū)通過頭戴AR設(shè)備立體感知環(huán)境，并基于當(dāng)前感知信息向機(jī)器人下達(dá)控制指令。

具體來說，基于5G端-端的數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)確保機(jī)器人端雙目立體視頻數(shù)據(jù)回傳的實(shí)時性，攝像頭視角實(shí)時跟隨用戶視角，結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)使得用戶能夠身臨其境地實(shí)時感知動態(tài)遠(yuǎn)程環(huán)境；自主研發(fā)的高級機(jī)器人控制算法響應(yīng)速度快，魯棒性好，利用5G傳輸控制指令的快速性，保證遠(yuǎn)程環(huán)境中的機(jī)器人以極低的延遲順滑地復(fù)現(xiàn)用戶發(fā)出的動作指令，進(jìn)而保證機(jī)器人精確地在遠(yuǎn)程環(huán)境中作業(yè)。用戶頭戴AR設(shè)備進(jìn)行立體感知，AR設(shè)備感知用戶頭部位姿變化用于控制機(jī)械臂，手持設(shè)備用于控制機(jī)器人的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且機(jī)器人系統(tǒng)帶有碰撞檢測，保證作業(yè)過程中的安全性。

除此之外，該機(jī)器人系統(tǒng)還能夠完成基本的示教任務(wù)，即用戶引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行一次作業(yè)任務(wù)，機(jī)器人即可學(xué)會動作序列，最終在沒有用戶介入的情況下自主完成該作業(yè)任務(wù)。同時，該系統(tǒng)具備柔性作業(yè)能力，能夠在工廠中完成多種類型的作業(yè)。

擁有“手”“腳”和“大腦”

今年，聯(lián)想晨星系列在視覺進(jìn)步的基礎(chǔ)上，運(yùn)用了原本就日趨成熟的晨星AR設(shè)備和晨星CV模組，而且為設(shè)備加上了“手”“腳”和“大腦”，打造了聯(lián)想晨星機(jī)器人。

“手”就是晨星機(jī)械臂，它能夠?qū)W習(xí)和模擬工人操作的手臂動作和角度，聯(lián)想大大地提高了機(jī)械臂與工人手臂的同步效率。

“腳”就是機(jī)器人的可移動性，通過5G和邊緣計算，能夠幫助晨星機(jī)器人更自由地在車間等不同的應(yīng)用場景中移動。晨星機(jī)器人的安全性也很強(qiáng)，在車間中遇到障礙或工人時，會主動停止移動。

“大腦”就是機(jī)器人通過人工智能，能夠?qū)W習(xí)工人的操作，從而在未來加工同一工件時準(zhǔn)確復(fù)制之前的操作路徑，這極大地增強(qiáng)了車間生產(chǎn)和加工質(zhì)量的穩(wěn)定性、一致性。

聯(lián)想深度運(yùn)用了自身的混合輕量級虛擬化引擎和模擬優(yōu)化技術(shù)上的優(yōu)勢，從端插項目開始于中國商飛進(jìn)行合作，再到航電檢測項目、AR裝配項目、人機(jī)協(xié)同的噴漆系統(tǒng)項目等等。

聯(lián)想晨星機(jī)器人非常適合代替人工在流水線、工作空間受限、危險、輻射等環(huán)境中作業(yè)，大大降低人工作業(yè)風(fēng)險，典型應(yīng)用場景如裝配流水線，噴涂車間，電力巡檢作業(yè)，核電站中進(jìn)行放射性試驗或操作的熱室，核廢料搬運(yùn)、處理，高溫高壓的工作環(huán)境等。