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1、无处不在的工业装配机器人摘要：我们提出了一个无处不在的工业机器人的概念。它已被定义为包括人工智能，普及计算，传感器网络，工业机器人技术。与目前的智能机器人相比的优点是，他们更加自主，有认知技能。一个无处不在的机器人与所有的传感器、周围的计算机和其它设备进行互操作。其中一个重要的因素是自然与人类的互动。许多方法在消费中也有应用，即使做出了许多研究，但仍在新的工业环境中有所应用。我们还提出一个无处不在的机器人的例子：自动化岛。关键字 无处不在工业机器人，概念1 介绍制造业正面临着日益严峻的挑战，并且全球竞争的营商环境正在迅速变化和充满不确定性。通常情况下，生产是一种高定制的个性化的产品组合和低量。
2、因为先进的制造技术生产系统变得越来越复杂，小批量，产品变化的多功能性和较短的生命周期都设置了自己的要求。生产设备必须快速安装和重新配置，并且设置生产时间一定要短。生产小批量要求柔性生产，人类工人仍然是单一的最好的方式去提供必要的灵活性，适应性和可靠性。成本竞争和生产力的需要，迫使实现自动化的趋势。另一个自动化的诱因是在未来会有缺乏合格的人员的可能性，产品的复杂性进一步限制和约束设置都自动化、技术和人类的操作能力尤其是小型产品有精度要求，这就意味着有些任务超出了人类工人所到达的要求。初步的只能装配路线由NIST车间定义:有权有知识的人，多学科，高熟练的动力，有权做出最佳的整体决策，在一个安全的自
3、动化环境中合作，共享所有任务的环境是解决方案的一部分。制造战略研究议程 2和关于机器人的技术平台、EUROP战略研究议程都是双方确定的自适应生产，包括自动化领域和机器人领域，机器人作为人类的助手，有混合组装机器人和服务型机器人。自适应生产包括新的自动化解决方案，通过整合新的认知信息处理、信号处理和通过高速的信息和通信系统的生产控制。在合作以人为中心其主要目标是，支持工人用合格的工具去提高产量。该方法结合了人类的创造力、智力、知识、灵活性和技巧，以及先进的技术系统工具和工业的认知机器人和高效利用信息和通信技术（图1）的优势。还有物理和认知要求也可以而且应该自动化，如图所示1。一个关键的问题是：向
4、其它地方讨论的一样，如何定义的自动化水平4。一个明显的趋势是新兴的自主机器人领域，对环境智能机器人和普及的有计算能力的机器人的融合。本文提出了一概念关于无处不在的工业机器人，以及未来的研究需要。这个概念结合了自主智能机器人、网络智能生产设备、传感器网络和人类在智能装配空间的合作。2 工业机器人工作单元的概念近年来，由于计算机技术的普及，一个被称为无处不在的新联网机器人已经出台。在智能环境中，网络的机器人设备，和无处不在的机器人，提供一种全新的方式来构建为人们服务的智能机器人系统。5 与此相对应，无处不在的机器人系统需要一个新的途径去思考这种系统的设计，以及用新的工具来构建它们。工业机器人工作单
5、元是我们的关于服务机器人的概念视觉，它为在工厂车间工作的用户提供服务。这种机器人系统需要与传感器互通，传感器网络和设备进行互操作，而不是静态地为其环境进行预编程。因此，人工智是需要的5。该机器人系统必须是自治的，也有能力在相同的智能或智能空间（见图1，2）和人类操作者进行合作。在工业环境，因为环境是一定程度上定义的、固定的和已知的，即使许多环境，过程和任务相关的错误或不确定参数保持自主权，但仍然可以建成机器人工作单元。通常情况下，用户的主要任务在于自动化，例如基于机器人的制造系统：配置和教学系统，监控和微调系统，收费和装卸，处理意外事件，并与其他团队人员的沟通。Fi-o9m过去的一般经历是系统
6、越先进，越复杂和越聪明，人为操作的作用就越重要 789。智能系统很容易失败，因此，他们更依赖比少智能化的人为干预。如果离线编程系统中使用，通常的情况是相同的尤其是当批量小。智能工具和文物支持用户的正常行为，但更重要的是还管理一个不可预知的情况的工具，例如人为错误的情况下，它应足够强大而且聪明。他们应该帮助人们管理复杂的情况下，做出正确的决定，并以合理的方式行事。一个灵活敏捷制造中的关键要素是能够轻松地配置和计划程序的系统，同时，考虑到有关的人为因素，并考虑系统和人类活动的变化，以提供足够的负担。已经开发了几种方法教机器人，以执行复杂的动作。一些有前途的新方法是基于学习的示范和学习指令范例，用户
7、在其中首先证明要学的任务或过程10，11，12，13。在这种方法中的重要问题是：1）理解的过程和人类的意图;2）学习和展现程序;3）测绘和执行程序的系统13。人类与机器人互动的在这些系统的发展起着重要的作用。2.1制造和人为操作中的ICTICT（信息和通信技术）深层渗透到日常生活的一个结果是从传统的工厂车间迁移到Aim（环境情报）周围的生产环境。也就是，强调用户更方便、更高效的服务支持、用户赋权，并支持人机交互的工作场所。Ami已经被定义为6“有关IST的观念，提出了应该怎样超越当前的”键盘和屏幕的“接口，使全体公民无论他们在哪里，只要他们想要访问IST服务，在形式上给他们的都是字原始的数据，
8、对新技术的应用提供服务。它要求多感官的接口发展，它是由目前计算机和网络技术的发展产生，它还要求为服务业的发展、为内容的创建和交付提供新的工具和商业模式。 “AMI和无处不在的电脑计算非常相似，因为无处不在是指“任何地方任何时间”。在人类与机器人、智能的人工制品或智能制造环境中的协作中可获得的技术需要多些沟通。首先，在通讯方面，有两层的通讯环境：身体部位的沟通和运营商基础设施的通信。使用RFID型通信NFC（近场通信）或其他短距离通信技术，可以进行身体部位通信。在运营商基础设施通信中，WLAN，蓝牙或GPRS通信都可以使用，并且尽可能使用标准技术。通讯可以有多种用途。传感器数据可以提供上下文感知
9、，从而与制造信息系统集成，为运营商提供任务支持，该系统能适应人为操作的需要。新颖的用户界面，可用于操作员的手部动作，身体姿势，身体动作的其他测量。我们可以使用耐磨的运动传感器、力传感器或类似的光学跟踪摄像系统或机械跟踪。在最先进的系统，操作人员携带一个可穿戴式，嵌入式系统装备与传感器和本地计算机链接（见图3）。无线身体区域提供网络和本地化和室内定位能力的传感器信息，甚至在没有传感器的环境背景下。 “工业机器人工作单元是一个精确地工作环境，也有很多的传感器监测生产过程和控制设备。3 一个无处不在的机器人的例子：自动化岛一个自治机器人工作单元可以被称为“生产岛”。这种自动化的岛屿提供了一个灵活的方
10、式生产短系列产品18。 “自动化孤岛的概念是模块化，而且实现高度的灵活性和可控的自动化平台，包括软件组件和硬件组件，操作系统同步。自动化岛的基本元素是工业机器人，配备不同类型的传感器和辅助设备的最佳结合力学，传感器技术和软件。这在可编程性、可重用性和价格方面给了高度的灵活性。生产系统很容易适应新的产品或产品的变种和工件的偏差。三大技术要素的优化组合的概念是：力学，传感器技术和软件，如图四所概述的。第四个要素是人为操作和相关的交互技术。力学是利用巧妙的设计原则，尽可能采用低成本的解决方案。 自动化岛是物质流过程的一部分，从订单到交货。这也是从数据文件到工作方案，最后到成品的过程的一部分。由于不同
11、的流程和信息流，自动化岛上有适当的接触点，所以它能够进行沟通和接收材料和信此外，当开放的接口提供达到传感器的水平的时候数据采集提出了新的可能性。4 发展的需要在一个生产环境中，劳动力由可重构生产组件（物理介质）所构成，包括机电一体化的控制。智能（智能传感器和数据处理单元，自主经营，自我调整，自我修复的机器，直观的多模态人机接口等）是一种智能化的装配空间。在这种情况下，面临的挑战是开发具有自主生产的自动化和控制系统，和对和做具有识别认知功能、灵活和快速的适应环境的变化的系统，和情报合作/协同工作，敏捷和快速适应环境的变化，对发生干扰的鲁棒性，并容易集成制造资源和传统的认知能力系统。面临的主要挑战
12、之一，也是人类的安全问题，这不在这篇文章中解决。6结论最近制造路线图是针对在人类系统相互作用中发展的需要，超出了目前的HMI系统，人类系统的相互作用，并使用键盘作为输入设备和输出设备显示。在本文中，我们提出了一种新的系统的概念，旨在满足混合动力和未来知识密集的制造业，那时人类与机器人会紧密合作。 相关的话题，这个范例中的认知工厂已由Zah概述16。这是一个带有机器，机器人，仓库，规划进程和人类的工人的一个工厂，也就是配备一个传感器的网络和IT架构，让资源和流程感知他们在做什么，使他们能够控制自己的工厂环境，与其他机器和人类的工人合作计划采取进一步行动。可以认为，在本文中无处不在的工业机器人的概念是认知工厂的一部分。
