麻省理工學(xué)院的電鋸機(jī)器人AutoSaw使家具制作個(gè)性化定制

麻省理工學(xué)院的電鋸機(jī)器人AutoSaw使家具制作個(gè)性化定制

麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種稱為AutoSaw的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用機(jī)器人來處理鋸切。對許多人來說，電鋸是可怕的事情，一不小心可能會導(dǎo)致手部受傷等。然而，這種電鋸是創(chuàng)建定制木制家具的組成部分。有了AutoSaw系統(tǒng)使用機(jī)器人來處理鋸切就能將人類受傷的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

用戶可以選擇一系列木匠設(shè)計(jì)的椅子，桌子和其他家具模板。該團(tuán)隊(duì)表示，AutoSaw最終可用于甲板或門廊等大型項(xiàng)目。

“如果你正在建造一個(gè)甲板，你必須切割大部分木材，這通常是在現(xiàn)場完成的，”CSAIL博士后杰弗里利普頓說，他是一篇關(guān)于該系統(tǒng)的相關(guān)論文的主要作者。“每當(dāng)你把一只手放在刀片附近時(shí)，你就處于危險(xiǎn)之中。為了避免這種情況，我們使用劈鋸和拼圖在很大程度上實(shí)現(xiàn)了自動化過程。“

該系統(tǒng)還可靈活地設(shè)計(jì)家具，以適應(yīng)空間受限的房屋和公寓。例如，它可以允許用戶修改桌子以擠入L形客廳，或者定制桌子以適合微型廚房。

“機(jī)器人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，但憑借人工智能(AI)，它們有可能在我們生產(chǎn)的幾乎所有產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制和個(gè)性化，”CSAIL主管兼合著者Daniela Rus說。“AutoSaw顯示了這種在木工中輕松訪問和定制的潛力。”

麻省理工學(xué)院的CSAIL的目標(biāo)是將應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（CNC）技術(shù)，用于大型機(jī)械。AutoSaw目前僅限于普通家庭用品，如椅子，桌子和柜子。但是，研究人員希望它最終可以完成門廊和其它大型家居項(xiàng)目。CSAIL還有望將鋸割以外的工作納入其中，例如鉆孔和膠合

用戶首先打開計(jì)算機(jī)并利用現(xiàn)有的onShape CAD系統(tǒng)訪問他們希望構(gòu)建的項(xiàng)目類型的專業(yè)設(shè)計(jì)的基本模板。他們可以根據(jù)自己的意愿調(diào)整該模板，并考慮諸如大小或美觀等因素。一旦設(shè)計(jì)完成后，該程序會生成所有需要切割的木制件的列表。該清單然后傳送給機(jī)器人。

在一個(gè)運(yùn)動跟蹤系統(tǒng)的指導(dǎo)下，兩個(gè)裝有抓手的小型移動Kuka Youbots拾取未切割的木材塊并將它們運(yùn)送到切割鋸。然后，他們通過鋸片引導(dǎo)這些材料，將它們切割成所需的長度。另外，配備了豎鋸的Roomba可以在木板表面上移動，切割出需要的任何長度。在所有部件被切斷后，計(jì)算機(jī)引導(dǎo)用戶完成組裝過程以創(chuàng)建成品。

 為了削減木材，該團(tuán)隊(duì)使用了運(yùn)動跟蹤軟件和小型移動機(jī)器人 - 這種方法占用的空間更小，比大型機(jī)器人手臂更具成本效益。

具體來說，該團(tuán)隊(duì)使用了一個(gè)改良的Roomba，其上有一個(gè)拼圖，可以在木板上切割任何形狀的木材。為了砍伐，團(tuán)隊(duì)使用兩個(gè)Kuka youBots抬起橫梁，將其放在切割鋸上并切割。

立普頓說：“我們?yōu)闄C(jī)器人添加了軟夾具，使其具有更大的靈活性，就像人類木匠一樣。” “這意味著我們可以依靠電動工具的精確度而不是剛性機(jī)身。”

在機(jī)器人完成切割之后，用戶然后使用來自系統(tǒng)的逐步指示來組裝新的家具。

“我們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)家具定制的平民化，”團(tuán)隊(duì)成員博士生阿德里安娜·舒爾茨（Adriana Schulz）表示。“我們正在努力開創(chuàng)一個(gè)機(jī)會領(lǐng)域，以便用戶不必拘泥于他們在宜家購買的商品，相反，他們可以做出最適合他們需求的商品。”

而在麻省理工，研究人員又創(chuàng)建了一款新功能的機(jī)器人，借助AI的智能系統(tǒng)，新的機(jī)器人輔助木工系統(tǒng)可以根據(jù)用戶喜歡的家具樣式進(jìn)行家具的制作。這款名為AutoSaw可以自動識別拾取并看到正確尺寸的木材進(jìn)行精準(zhǔn)的切割，然后用戶只需把這些木材組裝起來就成了一套像樣的家具了。

據(jù)悉，木匠機(jī)器人使用起來非常簡單，用戶首先只需打開計(jì)算機(jī)并利用現(xiàn)有的onShape CAD系統(tǒng)訪問他們希望構(gòu)建的項(xiàng)目類型的專業(yè)設(shè)計(jì)的基本模板。他們可以根據(jù)自己的意愿調(diào)整該模板，并考慮諸如大小或美觀等因素。一旦設(shè)計(jì)完成后，該程序會生成所有需要切割的木制件的列表。設(shè)置好參數(shù)，接下來的一切就可以交給它負(fù)責(zé)了。

此外，通過無線電通訊，它的傳感器可持續(xù)對自身的位置信息進(jìn)行更新，頻率高達(dá)100次/秒。如此一來，它的目標(biāo)精度達(dá)到了0.1mm。

傳統(tǒng)木匠都是使用CNC進(jìn)行操作，但是CNC體積龐大，并且移動不方便，如果作業(yè)空間太小，還會影響制作。但木匠機(jī)器人并沒有這些問題，它解決了工作空間、成本和便攜性方面的諸多問題，使用時(shí)的靈活性要高得多。可以預(yù)見，將來人類的生產(chǎn)操作將越來越智能化