用于评估装配机器人的操作和规划技能的开源基准

过去十年，机器人领域的研究蓬勃发展，旨在应对对行业和公共领域具有真正价值的挑战。随着新的机器人系统每隔一天就会出现，开发可用于评估其性能并测试支撑其功能的算法的可靠工具就显得尤为重要。

牛津机器人研究所、制造技术中心(MTC)和伯明翰大学的研究人员最近推出了RAMP(机器人装配操纵和规划)，这是一个可用于评估装配机器人(即设计用于装配的机器人)能力的基准。组装产品)来操纵物体并计划它们的工作。arXiv预印本服务器上发表的一篇论文中介绍的新基准有助于增强装配机器人的能力，促进其在制造业中的使用。

“这篇论文是与英国考文垂的制造技术中心(MTC)合作完成的，该中心有一系列行业合作伙伴，都在装配的长期规划领域面临着类似的问题，”杰克·柯林斯(JackCollins)说道，他是该中心的研究人员之一。进行这项研究的研究人员告诉TechXplore。

“这个问题领域在机器人技术中存在许多挑战和开放性问题，因此我们与MTC合作设计了一个基准，该基准反映了该领域和挑战，同时也确保研究人员可以访问它，以便他们能够为解决相关问题做出贡献。”

这项工作是在牛津大学IngmarPosner教授指导下的EPSRC嵌入智能计划资助范围内进行的。“我们基准的目标是挑战驱动、易于访问和开放。我们的愿景是提供一个平台，该平台将进一步发展为社区驱动的努力，以推进机器人技术研究，并重点关注制造和装配领域的特定应用。”

测试和收集基线方法性能数据时使用的真实机器人设置的图片。图片来源：牛津机器人研究所

波斯纳、柯林斯和他们的同事着手创建一个开放式基准，可以应用于更广泛的机器人装配任务。RAMP利用一系列可重新配置和扩展的基础部件来测试机器人组装更广泛物体的能力。

“为了解决目标配置的变化，RAMP需要明确的推理和规划来决定组装梁的顺序，否则结果将是不可行的组装顺序，”柯林斯解释道。

从本质上讲，RAMP允许用户可靠地评估机器人操纵器将各种光束组装成几种不同目标配置之一的能力。该基准是围绕场外施工中的常见挑战而设计的，其中部件是在场外预制和组装的，例如形成构成建筑物内部结构的框架。

Collins表示：“该基准测试的横梁由一系列3D打印接头和铝型材制成，目标是尽快将这些横梁组装成给定的目标配置，同时确保可重复性。”“RAMP的设计独特，用于评估需要对装配顺序进行明确推理的长期装配任务。我们的基准还通过将所有内容公开供人们开始使用来降低进入门槛。”

RAMP是公开可用的，因此世界各地的研究人员和制造商现在可以使用它来测试自己的机器人系统。为用户提供了开始使用基准测试所需的一切，包括基础部件、组装指南、基准实现代码以及基于NvidiaIsaac平台的高度真实模拟环境的代码。

“RAMP还具有一个基线方法，能够解决简单的程序集类问题，我们公开发布基线，目的是允许其他人使用我们自己的工作并在我们自己的工作基础上进行构建，”柯林斯说。“我们相信，这意味着在工业中直接使用的问题领域取得了可衡量的进展，同时也推动了机器人技术领域已知的一系列开放挑战的进展。我们看到这个基准逐渐发展成为社区驱动的努力，未来的用户将不断发展基准涵盖双手操作、3D构建和变形操作等新领域。”

该研究团队创建的新基准很快就会被证明是评估用于在场外建筑工地组装结构的机器人的规划和操作技能的宝贵工具。最终，RAMP可以帮助更好地评估机器人装配领域的进展，同时也强调机器人的潜在问题以及如何克服这些问题。

“在我们未来的研究中，我们将寻求使用相关的模拟环境来应用基于学习的方法，以提出更强大的方法来解决装配问题，”柯林斯补充道。“我们还将研究如何解决装配顺序，而不需要专家首先编写可由符号规划器解决的领域抽象。”