在機器人操縱中使用人工智能技術(shù)，將使從事多種任務(wù)的機器人在質(zhì)量上實現(xiàn)重大飛躍。這是參與 IntelliMan 項目的合作伙伴們的信念。IntelliMan 是地平線歐洲研究項目，由意大利博洛尼亞大學(xué)負責協(xié)調(diào)，意大利的其他幾個積極參與者也參與其中。該項目背后的動機是讓機器能夠執(zhí)行一些最典型的人類動作，例如我們的手所執(zhí)行的動作，這是一種相當復(fù)雜的肢體，具有非常廣泛的適應(yīng)能力和互動能力，能夠根據(jù)需要對被操縱物體施加不同的壓力。這是一項艱巨的任務(wù)，尤其是考慮到要在不斷變化的場景中完成這些動作。

人工智能在機器人技術(shù)方面具有巨大的潛力，能夠在生產(chǎn)中發(fā)揮諸多優(yōu)勢。在機器人技術(shù)中使用人工智能技術(shù)的主要目的是更好地實時或離線管理外部環(huán)境中的可變性和不可預(yù)測性。國際機器人聯(lián)合會（International Federation of Robotics）撰文指出，人工智能在機器人技術(shù)中的應(yīng)用是業(yè)務(wù)機器人增長背后的五大趨勢之一：全球 350 萬臺機器人創(chuàng)下新紀錄，安裝價值估計為 157 億美元。

因此，由意大利牽頭、歐盟委員會資助 450 萬歐元的歐盟項目的發(fā)展，無論是在工業(yè)領(lǐng)域還是在輔助和假肢領(lǐng)域，都具有重要的戰(zhàn)略意義。在最后一個方面，應(yīng)該指出的是，博洛尼亞大學(xué)將利用其在機器人和人工智能方面的廣泛專業(yè)知識，與 INAIL 假肢中心合作開發(fā)假肢領(lǐng)域的創(chuàng)新解決方案。

要點

●操縱物體是一項需要靈敏度和靈活性的工作。一言以蔽之：智能。為了利用人工智能技術(shù)提高機器人的操縱能力，歐洲 IntelliMan 項目應(yīng)運而生。

●在博洛尼亞大學(xué)的協(xié)調(diào)下，歐洲地平線研究項目（資金達 450 萬歐元）涉及多個領(lǐng)域，其中一些是意大利領(lǐng)域。其目標包括工業(yè)領(lǐng)域，尤其是物流和農(nóng)業(yè)食品，但也包括假肢。

●該項目將于 2026 年結(jié)束，其開辟的前景是多方面的：創(chuàng)造能夠在家中為人們提供幫助的協(xié)作機器人，增加裝有假肢的人行動的可能性，并確保為工業(yè)提供有效和安全的盟友

智能機器人操作：IntelliMan 項目的工作

為了更好地了解參與 IntelliMan（人工智能在機器人操縱中的應(yīng)用及其影響）項目的團隊的工作起點，我們會見了博洛尼亞大學(xué)電氣與信息工程系 "古列爾莫-馬可尼 "講師兼項目協(xié)調(diào)員 Gianluca Palli。

"人工智能的使用需要大量數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練。然而，在操縱領(lǐng)域，這可能是一個問題，因為存在與環(huán)境的物理交互，并且需要確保高度的安全條件。此外，訓(xùn)練必須高效，因為必須最大限度地利用獲取的（少量）數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)這一目標，我們打算做的事情是為這種學(xué)習活動創(chuàng)建一個預(yù)先確定的結(jié)構(gòu)，并通過導(dǎo)師的監(jiān)督來獲得結(jié)果，這與使用人工智能技術(shù)的普通過程不同，在普通過程中，你有一種內(nèi)容未知的 "封閉式模型"。"

Gianluca Palli，博洛尼亞大學(xué)“Guglielmo Marconi”電能與信息工程系教授、IntelliMan 項目協(xié)調(diào)員

在實踐中，一個人負責在初始學(xué)習階段指導(dǎo)操縱系統(tǒng)，從預(yù)定義的行為開始，但性能非常有限。

"IntelliMan" 項目的一個顯著特點是采用了一種基于共享自主權(quán)的方法：訓(xùn)練員以循序漸進的方式為機器人提供學(xué)習機會，這有點像大人和孩子之間的關(guān)系：前者為后者留出學(xué)習空間，讓后者熟悉執(zhí)行某項任務(wù)或動作。

這種共享自主權(quán)的機制確保機器人成功實現(xiàn)指定的操作目標，而不需要輔導(dǎo)員的投入，輔導(dǎo)員負責監(jiān)控機器的行動，并在必要時進行干預(yù)。

Palli進一步指出："這是一種旨在逐步獲得自主性的教學(xué)，既不違反安全條件，也不危及所研究的技術(shù)，因為這些技術(shù)的成本非常高。"

人工智能技術(shù)在機器人操縱中的作用

IntelliMan 項目正在研究的應(yīng)用案例有四個，分別涉及：假肢應(yīng)用；兩個工業(yè)應(yīng)用案例，分別用于制造業(yè)和貨物物流業(yè)，特別是農(nóng)業(yè)食品；最后是家庭領(lǐng)域的服務(wù)機器人。

說到在機器人操作中采用人工智能，目前使用的是什么技術(shù)？

主要采用了強化學(xué)習技術(shù)，這是一種機器學(xué)習技術(shù)，當達到預(yù)期結(jié)果時，根據(jù)獎勵機制進行訓(xùn)練，與訓(xùn)練動物的過程類似"。

就機器而言，當它成功執(zhí)行一項操作時，操作員會通過發(fā)送信號給予獎勵；否則，操作員會提供信息，說明希望如何修改操作才能有效。使用的另一種技術(shù)是無監(jiān)督學(xué)習，這是 ML 的另一個子類別，其中采用模型來驗證在測量系統(tǒng)基礎(chǔ)上獲得的結(jié)果。

從假肢到制造：IntelliMan 的多種用途

IntelliMan – 假肢機器人操作示例

博洛尼亞大學(xué)是 "機器人操縱中的人工智能 "項目的協(xié)調(diào)方，在假肢和工業(yè)兩個方面都很活躍。在第一方面，研究人員正在研究開發(fā)嵌入式計算平臺的可能性，旨在處理通過主要用于假肢領(lǐng)域的可穿戴傳感器獲取的數(shù)據(jù)和信息。為此，將利用博洛尼亞大學(xué)研究實驗室?guī)资陙碓卺t(yī)療和假肢應(yīng)用方面積累的經(jīng)驗。

另一個團隊由 Palli 教授領(lǐng)導(dǎo)，主要研究從設(shè)計到實際應(yīng)用的各種機器人操作。該團隊將與斯洛文尼亞的 ELVEZ 公司（一家為汽車、電氣工程和機械工程行業(yè)提供專業(yè)產(chǎn)品的制造商）合作，共同研究工業(yè)生產(chǎn)中的操縱系統(tǒng)，尤其側(cè)重于可變形物體。這將對意大利制造業(yè)的第一大項目產(chǎn)生重要影響。

IntelliMan – 機器人操作 – 家庭服務(wù)機器人的示例

但是，該項目開辟的視野在許多領(lǐng)域都至關(guān)重要：

"我們的目標是創(chuàng)建能夠安全、高效和有效地與環(huán)境互動的系統(tǒng)。從輔助和家用機器人到工業(yè)領(lǐng)域，都需要能夠智能執(zhí)行任務(wù)、學(xué)習新任務(wù)的系統(tǒng)。"

在工業(yè)領(lǐng)域，起點是協(xié)作機器人：進化

如今，協(xié)作機器人基本上能夠以重復(fù)的方式執(zhí)行人類學(xué)習的任務(wù)，自適應(yīng)能力非常有限。項目協(xié)調(diào)人總結(jié)道："我們的目標是讓機器人具備認知能力，能夠解讀環(huán)境并與物體互動，適應(yīng)新的場景，從而有效地完成指定任務(wù)。