Das "Gehirn" von Handhabungsrobotern aufrüsten: Vier Kerntechnologien der Körperintelligenz

I. Was ist verkörperte Intelligenz?

Der Begriff "verkörperte Intelligenz" (Embodied Intelligence, EI) bezeichnet eine Form der Intelligenz, bei der ein intelligenter Körper über seinen physischen Körper in Echtzeit mit seiner Umgebung interagiert und so die Integration von Wahrnehmung, Erkennen, Entscheidung und Handeln realisiert. Die verkörperte Intelligenz steht im Bereich der künstlichen Intelligenz an vorderster Front, und Systeme mit verkörperter Intelligenz haben in der Regel die Fähigkeit, wahrzunehmen, zu erkennen, zu entscheiden und zu handeln. Die wichtigste Eigenschaft der verkörperten Intelligenz ist ihre Fähigkeit zu verstehen, zu interagieren und zu planen, was sie effizienter macht als gewöhnliche Roboter.

Ⅱ. Die vier Kerntechnologien der verkörperten Intelligenz

1. Multimodale Wahrnehmung

Multimodale Wahrnehmung bedeutet, dass ein intelligenter Körper über mehrere Sensoren (z. B. visuelle, auditive, taktile, Kraft- und Temperatursensoren usw.) mehrdimensionale Informationen über die äußere Umgebung erfasst und diese Informationen mit Hilfe von Fusionsalgorithmen integriert, um eine genaue Wahrnehmung der Umgebung zu erzielen.

2. Dynamische Modellierung

Die dynamische Modellierung bezieht sich auf die Echtzeitkonstruktion und -aktualisierung des kognitiven Modells des intelligenten Körpers von der Umgebung, einschließlich der geometrischen Struktur der Umgebung, des Bewegungszustands der Objekte, der physikalischen Eigenschaften und so weiter. Durch die dynamische Modellierung kann der intelligente Körper den aktuellen Zustand der Umgebung sowie die möglichen Veränderungstendenzen genau verstehen und so eine Grundlage für die Entscheidungsfindung und Planung schaffen.

3. Autonome Entscheidungsfindung

Autonome Entscheidungsfindung bedeutet, dass der intelligente Körper anhand bestimmter Entscheidungsalgorithmen das optimale Verhaltensmuster entsprechend den wahrgenommenen Umweltinformationen und den eigenen Zielsetzungen auswählt.

4. Zusammenarbeit in der Gruppe

Unter Gruppenkollaboration versteht man den Austausch von Informationen und die Zusammenarbeit zwischen mehreren Intelligenzen, um gemeinsam komplexe Aufgaben zu bewältigen. Durch die Zusammenarbeit in der Gruppe können die Intelligenzen Informationen austauschen, Aktionen koordinieren und die Arbeit aufteilen und so die Effizienz und die Erfolgsquote der Aufgabenerfüllung verbessern.

Ⅲ. Anwendung der vier Kerntechnologien der verkörperten Intelligenz bei Handhabungsrobotern

---AiTEN-Handlingsroboter als Beispiel.

Die Anwendung der vier Kerntechnologien der verkörperten Intelligenz - multimodale Wahrnehmung, dynamische Modellierung, autonome Entscheidungsfindung und Gruppenkollaboration - auf dem Gebiet der Handhabungsroboter hat einen Durchbruch von der Einzelfunktions- zur Vollszenenintelligenz bewirkt. Ein intelligenter Durchbruch in der gesamten Szene, der das Niveau der Logistikautomatisierung erheblich verbessert. Die folgenden AiTEN unbemannten Gabelstapler als Beispiel, eingehende Analyse auf spezifische Technologie Landung und Industrie Fällen.

1. Multimodale Wahrnehmung

Der unbemannte Gabelstapler von AiTEN nutzt die Fusion von LIDAR, Vision-Kamera und internen Sensoren, um eine dreidimensionale Erfassungsfähigkeit aufzubauen und eine Rundumüberwachung der komplexen Umgebung zu erreichen. Der kleine fahrende Roboter APe15 beispielsweise verfügt über eine KI-Fusionswahrnehmungstechnologie auf der Grundlage von Lidar und Bildverarbeitung, die präzise auf komplexe Szenen reagieren kann.

Sein Kern umfasst:

• Lidar- und Bildfusion:

Die Kombination aus Bildverarbeitung und LiDAR ermöglicht eine hochpräzise Positionierung von ±10 mm und eine dynamische Hindernisvermeidung. Das 360°-Sicherheitsradar scannt die Umgebung in Echtzeit, kombiniert mit Deep-Learning-Algorithmen zur Erkennung dynamischer Hindernisse und unterstützt die Navigation auf der Karte, die Erkennung von Hindernissen und den Schutz der Gabelspitzen mit einem sicheren Scan-Abstand von bis zu 5 Metern, was die Flexibilität und Sicherheit bei Einsätzen in engen Räumen erheblich verbessert.

• Sensor zur Identifizierung der Ladung:

Echtzeit-Überwachung des Ladungsgewichts und des Schwerpunkts durch intelligente Sensortechnologie, um Überladung oder Kippen zu verhindern. Kombiniert mit einem KI-Algorithmus zur Beurteilung der Greifkraft und der Bahnplanung zur Vermeidung von Ladungsschäden.

• 3D-Zonenabtastungstechnologie:

Durch die Kombination von Ultraschallsensoren und mechanischen Anti-Kollisions-Tastkanten wird ein dreidimensionaler Sicherheitsschutz erreicht und die Genauigkeit der Palettenerkennung und Regalpositionierung deutlich verbessert.  

2. Dynamische Modellierung

Der unbemannte Gabelstapler von AiTEN realisiert die tiefe Integration von physischer Umgebung und virtueller Simulation durch dynamische Modellierungstechnologie, die den unbemannten Gabelstapler dabei unterstützt, schnell auf Veränderungen in der Umgebung zu reagieren.

• Hybride Navigation: Die von AiTEN Robotics selbst entwickelte Lasernavigationstechnologie in Verbindung mit dynamischem Mapping, ohne die Notwendigkeit, Magnetstreifen oder Positionierungspunkte zu verlegen, unterstützt die Erstellung von Karten und die Pfadoptimierung in dynamischen Szenarien und bildet zusammen mit der visuellen Navigation ein hybrides Positionierungssystem, das die Kosten für den Einsatz erheblich reduziert und gleichzeitig eine flexible Pfadplanung ermöglicht.

• Integration des digitalen Zwillings: AiTEN Robotics hat die Lösung "WMS+MES+RCS+Digitaler Zwilling" auf den Markt gebracht, die eine dynamische Modellierung und Vorschau von Betriebsszenarien ermöglicht und den Lagerprozess durch die Echtzeit-Zuordnung von virtueller Simulation und physischer Ausrüstung optimiert. Gleichzeitig verbessert die Verwendung einer großen Modellbasis zur Steuerung des digitalen Zwillingssystems für die Szenengenerierung die Robustheit und Anpassungsfähigkeit des Roboters an unbekannte Szenen. Sein unbemannter AGV-Gabelstapler zeigt beispielsweise den Umschlagweg in der virtuellen Umgebung in der Vorschau an und nimmt dann eine Feinabstimmung mit realen Daten vor, um die Versuch-und-Irrtum-Kosten der tatsächlichen Szene zu reduzieren.

• Anpassung der Umgebung in Echtzeit: Das RDS-Planungssystem von AiTEN Robotics unterstützt die dynamische Vermeidung von Staus mit mehreren Fahrzeugen und die Bahnanpassung; das WCS-System ermöglicht die kollaborative Steuerung mit Aufzügen, automatischen Türen, Roboterarmen und anderen Geräten.

Die dynamische Modellierungstechnologie integriert die physische Umgebung tief in die virtuelle Simulation, reduziert die Kosten für Versuch und Irrtum und unterstützt flexible Produktionsanforderungen.

Darüber hinaus kann das intelligente Steuersystem der AiTEN-Handling-Roboter den Betriebszustand der Roboter in Echtzeit überwachen, z. B. Geschwindigkeit, Leistung, Last und andere Informationen, und die Bewegungsparameter der Fahrzeuge entsprechend diesen Daten dynamisch anpassen, um den stabilen Betrieb der Roboter unter verschiedenen Arbeitsbedingungen zu gewährleisten, was ebenfalls eine Manifestation der dynamischen Modellierung auf der Steuerungsebene ist.

‍3. Autonome Entscheidungsfindung

Die Roboter von AiTEN sind mit fortschrittlichen intelligenten Steuerungssystemen ausgestattet, die auf Deep-Learning- und Reinforcement-Learning-Algorithmen basieren und in der Lage sind, auf der Grundlage von in Echtzeit wahrgenommenen Umgebungsinformationen und Aufgabenanforderungen autonome Entscheidungen zu treffen, z. B. Pfadplanung, Auswahl von Strategien zur Hindernisvermeidung usw. Die Roboter sind auch in der Lage, auf der Grundlage von Echtzeit-Umgebungsinformationen und Aufgabenanforderungen eigenständig Entscheidungen zu treffen. Das selbst entwickelte intelligente Planungs- und Steuerungssystem kann eine effiziente Planung und Aufgabenzuweisung für mehrere Roboter erreichen und die Betriebseffizienz der Fahrzeuge optimieren. Bei unerwarteten Situationen in komplexen Logistikszenarien kann das Handling-Roboterfahrzeug schnell reagieren und automatisch den Fahrweg anpassen oder entsprechende Maßnahmen zur Hindernisvermeidung ergreifen, um die reibungslose Erledigung der Aufgabe sicherzustellen. Der AiTEN APe15 ist beispielsweise mit einem selbst entwickelten KI-Planungsalgorithmus und einem Echtzeit-Datenanalysesystem ausgestattet, das die Wege und Lasten dynamisch optimieren kann und den Kunden hilft, den Zyklus der Kostendeckung um 30 % zu verkürzen.

• Bahnplanung und Hindernisvermeidung: Ein KI-Algorithmus auf der Grundlage eines neuronalen Faltungsnetzwerks (CNN) unterstützt die dynamische Hindernisvermeidung und die Neuplanung des Weges und sorgt für eine millimetergenaue Bedienung.

• Intelligente Betriebs- und Wartungsentscheidungen: Analyse des Betriebsstatus des Roboters mit Hilfe von Big Data aus der Cloud, Vorhersage von Anlagenausfällen und Entwicklung von Wartungsstrategien mit einer Genauigkeit von 99,2 % bei der Fehlerdiagnose.

• Parallele Multi-Task-Verarbeitung: Der AiTEN-Roboter unterstützt den Mensch-Maschine-Koexistenzmodus, der die Arbeitswarteschlange automatisch an die Aufgabenpriorität anpasst und so einen flexiblen Wechsel in verschiedenen Szenarien ermöglicht.

Die Technologie der autonomen Entscheidungsfindung hat es dem Handhabungsroboterfahrzeug ermöglicht, in industriellen Szenarien ohne menschliches Eingreifen kontinuierlich zu arbeiten, und die Ausbeute ist auf 99,99 % gestiegen.

 4. Zusammenarbeit in der Gruppe

Das von AiTEN Robotics entwickelte intelligente Planungssystem RDS ermöglicht die effiziente Zusammenarbeit von mehreren Handhabungsrobotern und anderen Logistikrobotern. Es ist in der Lage, die Position und den Status der Roboter in Echtzeit zu überwachen, Aufgaben je nach Bedarf sinnvoll zuzuweisen und die Laufwege der Roboter zu koordinieren, um Kollisionen und Staus zu vermeiden. In der Praxis können mehrere AiTEN-Handlingsroboter über das Planungssystem zusammenarbeiten, um komplexe Logistikaufgaben zu erledigen, was die Effizienz und die betriebliche Gesamteffektivität verbessert. So können beispielsweise in Lagerhäusern mehrere Roboter zusammenarbeiten, um den Umschlag von Gütern, das Stapeln und andere Aufgaben zu erledigen und so die Automatisierung und Intelligenz in der Logistik zu erreichen.

• Algorithmus für die Zusammenarbeit mehrerer Maschinen: Entwicklung eines verteilten Planungssystems auf der Grundlage von Cloud Brain Computing, das den Einsatz von Hunderten von Fahrzeugen auf demselben Gelände unterstützt, um eine Zusammenarbeit zu erreichen, eine dynamische Aufgabenzuweisung und Ressourcenoptimierung durch RCS (Robot Control System) zu erreichen und eine Gruppeneffizienz zu erzielen, die bis zu 15 Mal höher ist als die eines künstlichen Teams.
• Geräteübergreifende Zusammenarbeit: Nahtloses Andocken an Geräte wie Stehlager und automatisierte Produktionslinien, die eine automatische Interaktion mit Roboterarmen und Förderbändern unterstützen, um ein intelligentes Logistiksystem zu bilden, das alle Komponenten miteinander verbindet.
• Globale Anpassung: Durch die mehrsprachige Befehls-Parsing-Technologie wird ein standardisierter Zugang zu länderübergreifenden Lagernetzwerken erreicht und der globale Projekteinsatz unterstützt.

Zusammenfassung

Durch die Anwendung der vier Kerntechnologien der Körperintelligenz in der Handhabungsroboterindustrie wird der Handhabungsroboter von einem einzelnen Automatisierungsgerät zu einer ganzen Kette des intelligenten Sprungs "Wahrnehmung-Entscheidung-Ausführung-Zusammenarbeit". Mit der technologischen Iteration und der industriellen ökologischen Verbesserung wird der Handhabungsroboter das Effizienzpotenzial in der Fertigung, Lagerhaltung und Logistik weiter freisetzen und zum zentralen Knotenpunkt der intelligenten Fabrik werden.

Als Unternehmen im Bereich intelligenter Logistiklösungen hat AiTEN Robotics den Fokus stets auf „Smart Factory“-Szenarien gerichtet, integriert technologische Innovationen tiefgreifend in die Nachfrage der Branche und hat bereits über 200 Kunden aus der Fertigungsindustrie weltweit umfassende Dienstleistungen bereitgestellt: mithilfe der vollständigen Produktmatrix an Handhabungsrobotern zur Abdeckung unterschiedlicher Handhabungsszenarien, eines selbst entwickelten intelligenten Planungssystems auf Branchenniveau zur effizienten Zusammenarbeit mehrerer Geräte und eines Servicesystems über den gesamten Lebenszyklus, das von der Verkaufsvorverkaufsplanung über Bereitstellung und Implementierung bis hin zur Betriebs- und Wartungsoptimierung reicht, haben wir Unternehmen bei der Verwirklichung der intelligenten Transformation der Logistik unterstützt und die Fertigungsindustrie weiterhin bei der digitalen Aufrüstung und Qualitätsentwicklung unterstützt.