多米诺机器人：创意室内定位演示 | Marvelmind

0:00 大家好，各位同事。我们的许多客户都很特别，他们做出了非常了不起、有时甚至有些疯狂的东西。这又是一个非常特别的案例，我来给大家展示一下。这是一台友好的小机器人，它只擅长一件事：把大量多米诺骨牌摆得非常非常好。这就是这台机器人——一台专门摆多米诺骨牌、相当疯狂的机器人。当然，和所有机器人一样，它需要定位。我是在YouTube上偶然看到的，当然忍不住要指出，它用的是Marvelmind 信标 来定位。其实这几位在4月份就联系过我们，说——

0:59 我们的帮助还不够到位，而我们当时并不知道他们是谁。后来我在Twitter上偶然发现，这几位在Twitter上相当有名，在YouTube上更有名。大家可以去看看原视频。我们这边补充几点：首先，这台机器人非常棒。这是一台真正的机器人，我真心建议大家都去看看它是怎么造的，因为里面有很多优秀而关键的设计。首先，正如刚才所说，它是专为单一任务设计的，这大概正是现代机器人的关键所在。如果你想造一台为所有人做所有事的机器人，那么它多半什么也做不好。但如果专注于一件事，并为此专门调校——

1:57 它就能胜过人类。在这个案例中，它摆多米诺骨牌轻松胜过了人，因为它用了一种完全不同的方法来搭建多米诺。机器人需要定位，有几种方式可以实现：光学、激光雷达和超声波。所以我很高兴看到他们最终选择了我们来做定位，而且在我看来做得非常完美，因为他们同时用它获取位置和方向。如您所见，固定 信标之间的基线相当大。如果每个移动 信标 都能提供±2厘米的精度，那么在这样的基线下，我估计机器人方向的精度可以优于1度。而且由于机器人有一个相当——

2:56 坚固的车架，就能同时获得端到端的精确位置和精确方向，完全符合设计图和应有的做法。好，我们往后跳一点。可以看到，这个小点不只是一个点——它是一个Marvelmind固定 信标。所以，要给移动机器人定位，您需要一台 调制解调器（系统的中央控制器，每个系统一台），以及固定 信标。这里有一个，我猜应该还有一个、再一个、再一个。比如像这样的2D跟踪，只需两个固定信标就够了，比如这里一个、这里一个。他们是这样摆放的，这样也没问题。然后在机器人上装信标，以获取位置和方向。另外，我非常喜欢——

3:54 他们展示了最初的想法，以及这个想法多年来如何演变成最终的机器人。仔细看：它是怎么补充骨牌的？看到了吗？补充、移动、摆放、定位等等，这些都是独立的任务，不一定要用同一种方式来解决。他们在每一方面都做得非常出色，我特别欣赏他们没有试图照搬人的做法。因为人是一块接一块地摆。人的手指更灵巧，在很多方面能力更强，但人不可能一次摆300块，而机器人可以。所以从这个角度看，他们也做得非常完美。准确地知道每块骨牌放在哪里，以及——

4:54 它应该是什么颜色，又如何做到如此可靠，在十万次摆放中一次都不出错？要可靠地解决这种规模的问题，系统本身注定会非常复杂。我们开始吧。在向大家展示它的工作原理之前，我先想让它和人来一场正面比赛，看看它到底有多厉害。可以看到，他们确实采用了现成的部件，这是另一个很棒的地方。就像我们的许多其他客户一样：如果你需要定位，当然可以重新发明轮子，有时这样做很好，非常好。但当你要做更复杂的东西，比如整台机器人时，从我们这里采购导航，就像从其他供应商那里采购摄像头一样，会更省事。然后他们选用了很好的电机和控制器，再搭建出整个系统。是的，从外行的角度看，它也许不太好看，但从我的——

5:53 角度看，这是一台非常出色、非常精彩的机器人。天哪，哇！看，这是移动平台，这是移动信标。再找一找墙上的固定信标。一次性处理所有多米诺骨牌，正是我们解决规模和可靠性问题的关键，这大概也是我特别喜欢的部分。我很喜欢，真的很喜欢。他们的做法完全就是应有的做法。这就是干活的装置，它不是按人的方式，而是按机器人的方式来做，而且是单独完成的。也就是说，有一台单独的机器负责一次性摆放、装载整整300块骨牌。太棒了！他们又用了轮子——

6:51 特殊的轮子，可以原地转向，也可以向不同方向移动。要知道，对机器人来说，不需要漂亮的底盘，需要的是易于改动的底盘，因为你要做很多很多调整。别给自己设限。装上大容量电池，完全不用担心电量。当然，要使用现成的东西，比如这个、这个，比如电机控制器、摄像头，然后把机器人组装起来就行了。之后可以调试，可以打磨，可以做其他改进。但不要一开始就给自己设限。至少在起步阶段，尽量使用经过验证的系统，然后再慢慢打磨细节。大家要看到这些信标，好吗？这样就能看清楚。这是移动信标，这是固定信标，我说的是机器人上的信标。大家已经看到过几次了，不过——

7:50 这样快得多，因为它不必等待。它只要开到这里的停靠站，下层平台就会滑过来，于是底层的300块骨牌一次性装好。我们还有一台机器人，这很棒，真的很棒。看到了吗？装载和行驶是分开的两件事，也就是说，当移动机器人在四处行驶、摆放骨牌时，另一台机器人可以并行工作。这很好，因为人一次只能做一件事。一个人当然也能做这些，但如果只有一个人，他要么摆骨牌，要么装箱，要么搬运，等等。而机器人可以并行完成，速度会大大提高。我们再往回切一点。这是用托盘的上料系统，以防机械臂在某个时候不工作。除了——

8:50 轮子、履带。整个机器人上有大量3D打印零件，有的是我们自己打印的，有的是急用时请人打印的。正如我说过的，这绝对是很好的做法，我们也是这样做的。就在我说话的此刻，我身后就有一台打印机，面前还有几台。简单、灵活。像我们一样用起来吧。Matterhackers的朋友们帮了我们。这就是装载机。那么，摆骨牌的Dom本身呢？Dom怎么准确知道该去房间的哪个位置放骨牌？这就是Marvelmind的关键所在。虽然只是短短一段，但坦白说相当关键。因为无论如何，你都需要知道位置。我还是要说，可以用我们的系统，也可以用激光雷达，或者光学加里程计。但由于他们用的是这些——

9:49 特殊的轮子，我猜里程计不够精确，而光学加里程计可能也不够精确。很多机器人——比如Kiva机器人，后来成了Amazon的机器人——以及大多数其他机器人，都采用光学加里程计的定位方式。这种方式有时很好，有时却不行，因为并不总能在地面上贴二维码或其他光学标记，来消除里程计的累积误差。而且这些光学标签常常会磨损，需要维护。你也不能，比如说，把二维码贴在上方，因为那样就需要

10:48 贴在天花板上，精度又不够。所以能提供厘米级精度的方案并不多。而Marvelmind当然很出色，尤其适合精确跟踪。他们为全部102,000块多米诺骨牌预先编好了路线，所以机器人从一开始就确切知道要去哪里。然后在行驶过程中，我们用这些室内GPS传感器跟踪机器人的位置，让它准确知道自己在哪里。接近需要放骨牌的位置时，我们再用这些红外摄像头——这真的很棒。所以对于靠近之后用光学等手段更容易实现的部分，没有必要强求用别的方法。所以，传感器融合——传感器融合，还是传感器融合——才是关键。这是很好的融合：里程计……也许他们用的是——具体细节我不清楚——

11:46 里程计、我们的系统和光学。因为光学定位越靠近，能获得的精度就越高。而且你可以不以房间的绝对坐标为基准——你并不需要——而是以局部的物体为基准，比如骨牌本身。这就是为什么要结合多个传感器或多种输入。他们用地面上的跟踪标记，确保机器人每一次都能准确对齐。所以视觉在收尾阶段再一次发挥作用：这是很好的做法。使用传感器组合，把不同类型的传感器输入结合起来，因为没有哪一种能适用于所有情况。哪种更适合你的实际情况？这取决于具体场景。人员跟踪是一回事，他们的场景是另一回事，虚拟现实是第三回事，这类机器人又是第四回事。

12:46 叉车、船艇——你知道，还有人员，各有各的方式，方法也略有不同。但在传感器融合这一点上，方法是共通的，只是能用哪些传感器输入的组合不同。我们能把它设置好吗？我们可以关灯离开，第二天早上回来，就能看到满满一场地摆好的多米诺骨牌。这是非常有成就感的——你能做出真正自主的东西。所谓自主，就是交代完任务就可以不管了。我知道。然后机器人就自己开。你要监控吗？要的。你要控制它。但如果一切都设置好了，任务没有被什么打断，那你回来的时候活儿就已经干完了。能整夜在黑暗中工作，这非常令人满意。好了，那这些超酷的轮子呢？它们叫——对，这些轮子非常完美。我们自己没有用它们，

13:45 因为它们通常有点贵，而且只在这类地面上表现良好。但对于他们这个特定场景，这绝对是非常聪明、完全正确的选择：全向轮。它们非常棒，因为可以向任意方向平移。这比汽车强多了：汽车如果想往左或往右挪一点，就得来回倒好几次车。而用这种轮子，可以向任意方向移动，对骨牌的摆放位置做细微修正。是的，这一点很重要，这也是为什么我们采用类似坦克的转向方式。我们的机器人通常可以原地精确转向，否则就得前后左右来回挪很多次，而且往往没有那么大的空间。而在他们这个场景中，机器人真的可以向各个方向移动。在我们这里，你可以原地转向，再稍微

14:44 向前或向后移动。是原地转向，不像汽车，而像坦克。但用全向轮就更容易了，因为借助这种特殊的轮子，可以从任意方向移动。不过局限也很明显：它相对较贵，而且不能在所有条件下行驶，比如工业环境。除此之外，这台机器人非常棒。我放慢一点，来做个总结。真的非常棒。我很高兴向大家展示，我们的客户正在打造非常了不起的东西，希望你们也能做出类似甚至更酷的作品。非常感谢。