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进行中的自研项目

面向厨房辅助作业的机器人数字孪生

这个项目是我们自己的,而且还没有完成。我们正在为商用厨房周边的辅助作业开发一台人形机器人:清空工位、擦拭台面、装卸洗碗、把房间恢复成下一场服务期待的样子。它在场地的物理精确重建版本里学习,行为在那个重建版本中通过评审之前,不会进入真实的建筑。

  • 行业餐饮与商用厨房
  • 项目性质自研项目,进行中
  • 状态在仿真中演练,尚未部署
  • 数字孪生
  • 人形机器人
  • 仿真中训练
  • 安全评审

我们在做什么,不做什么

一间商用厨房靠的是一班结束时没人愿意接的活:清空工位、擦拭、装卸洗碗、把每样东西放回下一场服务会去找的位置。我们正在为这些活开发一台人形机器人。而我们真正当作产品来对待的不是机器人,是它学习所在的那个场地重建。

诚实的边界在这一页比站内任何一页都更重要。没有人拥有能把一整间厨房从头做到尾清理干净的机器人,而这个领域自己的未解问题是迁移:在一个房间里被证明的行为,不会自己搬到下一个房间。正因如此,重建是为某一个具体场地做的;也正因如此,评审站在演练与门之间,而不是排在部署之后。

仿真视口:带关节标记的人形机器人在虚拟商用厨房中演练任务
来自项目现场:在重建的厨房里演练工位作业,关节标记开启,远早于在真实房间里做任何尝试。
挑战

为什么这是最难交给机器人的房间

这些正是厨房最难排到人的活,而它们发生的房间,是整栋建筑里最不容错的一间。

没人愿意被排到的活

清空与清洁落在漫长服务的末尾,体力消耗大,承担这些岗位的人员流动也比房间里其他岗位更快。正是这种压力,才让在这里尝试自动化有意义。

一个惩罚错误动作的房间

湿滑的地面、高温的表面、刀具、玻璃,以及在狭窄空间里快速交错走动的人。进入其中的任何东西,不只要在流程顺利时表现正确,更要在被意外打断时表现正确。

新设备会重新打开危害分析

在备餐的地方放入任何新东西,都会让整条线的卫生与危害评估重新走一遍。这是从第一周就存在的设计约束,不是最后去补的一纸证书。

解决方案

先在房间的重建里演练,再评审

不存在让机器人在服务期间于现场学习的版本。所以房间被重建出来,作业在那里演练,它必须通过的门槛也设在那里。

把场地重建成一个能用的孪生体

对真实厨房的一次走查扫描,会变成它的物理精确版本:对一个在空间中移动的身体来说重要的东西,是作为可以碰撞的几何被带过去的,而不只是屏幕上看起来对的画面。

  • 台面、固定设备与通行间距作为碰撞几何带入
  • 门、抽屉与设备把手被重建为可动部件
  • 为它所服务的那个场地而建,房间变了就重建

真实房间给不出的演练量

作业先由人手示范:通过机器人操作的、刻意平稳而讲究的演示。这些记录随后围绕同一个意图改变场景,被放大成规模大得多的演练数据。

  • 人手操作的示范,只保留干净的那些
  • 对场景做系统性变化,把一小批记录放大
  • 同一个场地被变化成相近的布局,避免把房间背下来

不依赖某一个完美房间的行为

演练刻意拒绝舒适。机器人看到什么、什么时候看到,在每次运行之间都在变,于是留下来的是这项作业本身,而不是厨房某个好看的版本。

  • 光照与材质外观在不同运行之间变化
  • 相机位置与传感器时序保持可变而非固定
  • 东西被随手放在哪里也在变,包括别扭的情况

必须先通过的评审

评审是有自己门槛的一个阶段,不是最后的一次演示。行为既要对照固定的书面场景检查,也要接受随机运行,这样破坏了什么的改动会以回归的形式出现,而不是到了现场才成为意外。

  • 书面场景与随机运行并行,逐项检查回归
  • 安全停止被专门设计与检验,包括从哪些状态可以不摔倒地停下
  • 危险的边缘情况是刻意造出来的,而不是等它出现
影响

先演练改变了风险的什么

这些都还没有部署,所以下面写的是这套方法改变了风险的哪一部分,而不是来自某个现场的成绩。它值得建起来,是因为一种行为在重建场景中的表现,会跟随它在真实房间里的表现;这也正是门前那道评审值得去通过的原因。

在进门之前

错误落在哪里

一次失败的尝试,代价是重建场景里的一次运行,而不是一地水、一只摔下的托盘或挡在路上的人。错误最贵的那个版本,是根本不必发生的那个。

按场地

打算怎么扩展

在一个房间里被证明的行为不会自己搬到下一个,所以演练是为每个场地重新建起来的,而不是当作一台到哪都能用的机器人来卖。

经过评审,而非默认

什么才放行一个版本

没有任何东西靠一次漂亮的演示进入建筑。要等场景通过、回归干净、安全停止的行为站得住,它才进去。

最后审阅:

正在考虑在一个出错代价高昂的房间里做自动化?

有用的第一次对话,谈的是空间、作业,以及它们必须遵守的约束,而不是机器人本身。告诉我们这个房间在做什么,我们会直说今天哪些可以演练、哪些还不行。

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