5G網絡遠程控制，AR加持，聯想發布首款自研工業機器人“晨星”

10月28日，在2020聯想創新科技大會上，聯想發布首款自研工業機器人——晨星工業機器人。

晨星機器人具備自主模式和人機協同模式，自主模式下機器人可以智能行動、智能建圖，無需人的控制而移動。采用3D物體識別，用于引導機器人上的機械臂執行任務，同時，路徑規劃也實現自主，能夠實現避障功能。

據悉，晨星工業機器人為國產大飛機的制造而工作。飛機需要噴漆的零件高達數百種，在傳統自動化噴涂實踐中，機械臂的示教和調試要花費幾周的時間；但如果采用人工噴漆，質量會依賴于工人的操作手法，也很難保證一致性。而晨星工業機器人就是解決上面難題的。聯想研究院的研發專家透露，晨星工業機器人的研發需求和任務極其緊急，從商飛需求的提出到聯想最終將產品成型，一年時間日夜兼程。

聯想晨星機器人

聯想集團高級副總裁、CTO芮勇博士介紹稱“首先，機器人會對整個車間進行空間掃描感知，數據在邊緣側的虛擬機上實時三維建圖和渲染，并通過容器化的SLAM技術，導航定位，移動至指定的噴漆間。機器人的雙目立體相機將操作臺的工件和周邊情況實時采集到邊緣服務器。邊緣服務器隨后將3D視頻流實時推送到AR眼鏡。而工人通過AR眼鏡和手柄遠程操縱機器人同步執行噴漆，手感完全等同于親臨現場。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，之后對于同樣規格的零部件，機器人就能實現自主噴涂。此外，機器人還能進行基于計算機視覺的噴涂質量自動檢測。”

聯想打造的晨星工業機器人，在強大的邊緣算力和智能支持下，能讓工人通過機器人精準地執行遠程噴漆工作。

晨星機器人是什么？

聯想晨星機器人是一個能夠幫助用戶立體感知遠程環境，并且與之實時交互的機器人系統。大量的前沿技術使得該機器人系統具備遠程呈現，遠程控制以及示范學習(3T)的能力。

系統的整體架構為：機器人位于遠程工作空間內，將其拍攝的3D視頻流通過5G網絡發送至用戶，同時接收來自用戶的控制指令；用戶位于操作區通過頭戴AR設備立體感知環境，并基于當前感知信息向機器人下達控制指令。

具體來說，基于5G端-端的數據傳輸架構確保機器人端雙目立體視頻數據回傳的實時性，攝像頭視角實時跟隨用戶視角，結合增強現實技術使得用戶能夠身臨其境地實時感知動態遠程環境；自主研發的高級機器人控制算法響應速度快，魯棒性好，利用5G傳輸控制指令的快速性，保證遠程環境中的機器人以極低的延遲順滑地復現用戶發出的動作指令，進而保證機器人精確地在遠程環境中作業。

用戶頭戴AR設備進行立體感知，AR設備感知用戶頭部位姿變化用于控制機械臂，手持設備用于控制機器人的末端執行機構，且機器人系統帶有碰撞檢測，保證作業過程中的安全性。

除此之外，該機器人系統還能夠完成基本的示教任務，即用戶引導機器人進行一次作業任務，機器人即可學會動作序列，最終在沒有用戶介入的情況下自主完成該作業任務。同時，該系統具備柔性作業能力，能夠在工廠中完成多種類型的作業。

擁有“手”“腳”和“大腦”

今年，聯想晨星系列在視覺進步的基礎上，運用了原本就日趨成熟的晨星AR設備和晨星CV模組，而且為設備加上了“手”“腳”和“大腦”，打造了聯想晨星機器人。

“手”就是晨星機械臂，它能夠學習和模擬工人操作的手臂動作和角度，聯想大大地提高了機械臂與工人手臂的同步效率。

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

“大腦”就是機器人通過人工智能，能夠學習工人的操作，從而在未來加工同一工件時準確復制之前的操作路徑，這極大地增強了車間生產和加工質量的穩定性、一致性。

聯想深度運用了自身的混合輕量級虛擬化引擎和模擬優化技術上的優勢，從端插項目開始于中國商飛進行合作，再到航電檢測項目、AR裝配項目、人機協同的噴漆系統項目等等。

聯想晨星機器人非常適合代替人工在流水線、工作空間受限、危險、輻射等環境中作業，大大降低人工作業風險，典型應用場景如裝配流水線，噴涂車間，電力巡檢作業，核電站中進行放射性試驗或操作的熱室，核廢料搬運、處理，高溫高壓的工作環境等。