名詞解釋：CAD(Computer Aided Design）誕生于60年代，是美國麻省理工大學(xué)提出了交互式圖形學(xué)的研究計(jì)劃，由于當(dāng)時硬件設(shè)施的昂貴，只有美國通用汽車公司和美國波音航空公司使用自行開發(fā)的交互式繪圖系統(tǒng)。70年代，小型計(jì)算機(jī)費(fèi)用下降，美國工業(yè)界才開始廣泛使用交互式繪圖系統(tǒng)。80年代，由于PC機(jī)的應(yīng)用，CAD得以迅速發(fā)展，出現(xiàn)了專門從事CAD系統(tǒng)開發(fā)的公司。當(dāng)時VersaCAD是專業(yè)的CAD制作公司，所開發(fā)的CAD軟件功能強(qiáng)大，但由于其價格昂貴，故不能普遍應(yīng)用。而當(dāng)時的Autodesk公司是一個僅有員工數(shù)人的小公司，其開發(fā)的CAD系統(tǒng)雖然功能有限，但因其可免費(fèi)拷貝，故在社會得以廣泛應(yīng)用。同時，由于該系統(tǒng)的開放性，該CAD軟件升級迅速。
設(shè)計(jì)軟件巨頭Autodesk有一個名為Pier 9的工作間，它是公司的產(chǎn)品制造區(qū)，總面積27000平方英尺，內(nèi)有木工車間，金屬車間，3D打印室和電子實(shí)驗(yàn)室，甚至還有一個工業(yè)廚房。同時，Pier 9也是Autodesk的應(yīng)用研發(fā)實(shí)驗(yàn)室所在地。過去幾十年來，Autodesk的客戶遍布世界，它當(dāng)然也注意到了機(jī)器人是如何成為一種成熟的商業(yè)技術(shù) 的。
以前，有關(guān)機(jī)器人如何同軟件以及人類進(jìn)行協(xié)同合作方面的東西，它并沒有思考太多，但就是在大約一年前，想法改變了。當(dāng)他們看到奧斯卡獲獎影片《地心引力》中的特效制作時，他們才幡然醒悟。
在工作區(qū)域的中間閑置著三部工業(yè)機(jī)器人，其中兩部是相同的黃色FANUCs，它們來自日本，主要用于汽車制造，或者完成一些挑選和放置的任務(wù)，人們把它們叫做Castor 和Pollux。把它們放在這樣一個既沒有汽車制造，也沒有擺滿貨架和商品的海上建筑物當(dāng)中，似乎有點(diǎn)奇怪。在它們旁邊的是它們的“表兄”，一臺來自ABB集團(tuán)的橙色瑞士工業(yè)機(jī)器人，它的塊頭要顯得更大一些。除此之外，在它們旁邊還有一部小一點(diǎn)的裝置，它是一部被人們叫做Bishop的Universal機(jī)器人UR10。
盲點(diǎn)
Maurice Conti是Autodesk應(yīng)用研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的領(lǐng)導(dǎo)，他對Pier 9實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展了如指掌。
起初，Autodesk通過將其設(shè)計(jì)的軟件賣給無數(shù)大大小小的公司，建立起了一個價值110億美元的商業(yè)。無論是一個人的建筑商店還是一個跨國的建筑公司，無論是好萊塢視覺特效工作室還是環(huán)球機(jī)構(gòu)，都隨處可見Autodesk的產(chǎn)品。
應(yīng)用研發(fā)實(shí)驗(yàn)室中有一個獨(dú)特的令人羨慕的，但同時有很難執(zhí)行的命令，那就是：找出Autodesk還不知道，但需要在未來5年甚至100年內(nèi)要知道的東西。Autodesk的CTO Jeff Kowalski說過：“我需要你們來找出我們的盲點(diǎn)。”但顯然，他不能說出要到哪去探索。
2013年，Conti的團(tuán)隊(duì)給他們的大老板，也就是Autodesk的CEO Carl Bass做了一個演講，關(guān)于未來的制造業(yè)。演講中，他們強(qiáng)調(diào)了4項(xiàng)技術(shù)，分別是：增材制造，如3D打印；減材制造，如被CNC數(shù)控切割機(jī)；生物和納米技術(shù)制造，如合成生物學(xué)；以及機(jī)器人。
經(jīng)過多年的投資和業(yè)務(wù)發(fā)展，Autodesk已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了前三項(xiàng)，但對于機(jī)器人還有所不知。Conti說：“我們在這方面沒做過什么研究，我們?nèi)狈Σ呗裕狈ρ劢纾鄙倭觯@才是一個真正的問題。”
大約同時，Conti的團(tuán)隊(duì)參觀了谷歌2013年收購的機(jī)器人新興企業(yè)Bot & Dolly。當(dāng)時，該公司已經(jīng)創(chuàng)造出了可以控制工業(yè)機(jī)器人手臂的系統(tǒng)，用于電影制作。
很多人知道電影《地心引力》，一部講述宇航員在國際空間站被困的災(zāi)難故事。Bot & Dolly憑借在這部電影中的特效制作，摘取了奧斯卡金像獎。在制作電腦特效電影時，他們把相機(jī)架在這些機(jī)器人手臂上進(jìn)行實(shí)景拍攝，畫面質(zhì)量與皮克斯的CG電影的精細(xì)度一致。
Conti說：“當(dāng)我們?nèi)ot & Dolly參觀時，我發(fā)現(xiàn)原來我們一直沒有用正確的方式來看待機(jī)器人。”Bot & Dolly使用的是Autodesk的軟件來為其機(jī)器人編程，這真的是很諷刺。在Autodesk當(dāng)中，沒有人想過會發(fā)生這樣的事情。
“《地心引力》背后的機(jī)器人平臺全都是我們的，但我們不知道，因?yàn)槲覀儚臎]想過它可以這樣用。”換句話說，機(jī)器人就是他們的盲點(diǎn)。
Autodesk機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室
走進(jìn)Autodesk的實(shí)驗(yàn)室，最顯而易見的就是Bishop的活動了，這是一種被叫做協(xié)作工業(yè)機(jī)器手臂的裝置，從遠(yuǎn)處看，就像它只會在紙上畫一些簡單的圖案。該設(shè)備畢竟還是新的，并且Conti和他的團(tuán)隊(duì)對于這些機(jī)器的了解也還是很不清楚。
但有件事情Conti確實(shí)知道，那就是傳統(tǒng)上，那些大的制造機(jī)器人都非常可怕。它們很大，速度快，這也就是為什么它們經(jīng)常被藏起來，人們也不能進(jìn)入到它們的工作場所。它們可以把你按在墻上捏得粉碎，等你意識到的時候，已經(jīng)為時已晚。
Conti的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為是時候探索像機(jī)器人這樣的新的領(lǐng)域了，那意味著，“我們要問許多的問題，結(jié)交許多比我們更聰明的朋友。”
經(jīng)過多次像這樣的談話之后，Conti認(rèn)為，追求的一個方向就是找出如何同機(jī)器人進(jìn)行更好地協(xié)作。人們在和機(jī)器人并肩合作的同時，又不會被其傷害到。
一個主意是，對這些機(jī)器人進(jìn)行編程，讓他們能夠觀察人類，學(xué)習(xí)人類的行為。
“這會使人類和機(jī)器人之間的交流變得更加具有創(chuàng)造性，更加流暢。”工程師David Thomasson說道：“例如，一個機(jī)器人在觀察木匠刻木，然后它就可以按照你的意愿來學(xué)習(xí)這種雕刻技法，并能不斷重復(fù)，或者根據(jù)你的做法來做一些改變，這樣一來你們就可以一起工作。”
人類善于感知和解決問題，而機(jī)器人則善于做一些體力和重復(fù)性的工作。只要有足夠強(qiáng)大的軟件技術(shù)，機(jī)器人也可以變得靈巧。
教會機(jī)器學(xué)習(xí)人類活動就意味著要解決計(jì)算機(jī)視覺和通用傳感技術(shù)的問題，只有這樣機(jī)器人才可以理解人類是如何活動和表達(dá)情感的。Thomasson說；“我們要想使機(jī)器人能夠?qū)W習(xí)和感知環(huán)境，我們就必須先開發(fā)出這樣的軟件。這也是Autodesk能在機(jī)器人領(lǐng)域有所作為的原因，畢竟一切都是軟件問題。”
超越CAD
對于一個從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD軟件中賺了很多錢的公司來說，你會認(rèn)為這是非常神圣不可侵犯的。但Thomasson解釋道，要想使機(jī)器人項(xiàng)目有所突破，就一定要在未來打破CAD的枷鎖。
機(jī)器人可以學(xué)習(xí)一種視覺語言來切割出不同的形狀，其精確度要遠(yuǎn)比人手精確得多。Thomasson說：“倘若我將一塊三合板放在工作臺上，用鉛筆畫出我要切掉的部分，機(jī)器人看了之后，就可以把它切割成我想要的樣子。”
在展示中，Thomasson先在一張紙上畫上一些角標(biāo)，然后Bishop就根據(jù)這些角標(biāo)畫出了一個長方形。就目前而言，Bishop所能做的只是繪圖而已，但這卻是以后進(jìn)行激光切割的前期階段。
和在Autodesk的許多事情一樣，這項(xiàng)特殊工程的推動人也是公司CEO Bass，他的DIY技術(shù)在公司是出了名的。
Bass曾經(jīng)問過為什么機(jī)器人不能根據(jù)人畫出的形狀進(jìn)行切割，“為什么我非要在電腦上進(jìn)行這些操作，為什么不能就簡單的比劃一下手勢就好？”
打印橋梁
要想知道Conti團(tuán)隊(duì)使用機(jī)器人的全部計(jì)劃，現(xiàn)在還為時過早。不過其中一種方式是，會參與阿姆斯特丹的3D打印橋梁項(xiàng)目。這一項(xiàng)目將有一個工業(yè)機(jī)器人參與，它可以在空中打印不銹鋼的橋梁。
能實(shí)現(xiàn)這一項(xiàng)目的技術(shù)目前尚不存在。不過只要它不斷發(fā)展，不斷進(jìn)行編碼嘗試，就能不斷實(shí)現(xiàn)。
與此同時，機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)也正在探索新的方法來控制其工業(yè)機(jī)器人。Conti說一個大的目標(biāo)就是使Castor和Pollux能在實(shí)際中進(jìn)行高精度的合作。從某種程度上講，這意味著要想出一些任務(wù)，可以使這兩個機(jī)器人進(jìn)行合作。Conti說他還不確定這些工作是什么，但其中一個肯定是投影映射，即用軟件將圖像投射到不規(guī)則的表面。
成功的技術(shù)轉(zhuǎn)移
雖然應(yīng)用研發(fā)實(shí)驗(yàn)室并不需要擔(dān)心產(chǎn)品化這一點(diǎn)，但這不意味著他們什么都不做。等到該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一些具有商業(yè)潛力的方法時，這將會讓Autodesk的產(chǎn)品從一開始就領(lǐng)先。
在某種程度上，這已經(jīng)發(fā)生了。該團(tuán)隊(duì)提出了一些全新的方法來控制機(jī)器人，即使用Dynamo，一種Autodesk的視覺編程語言。他們還找到一些方法可以通過公司的機(jī)械設(shè)計(jì)和工程平臺Fusion 360，來和機(jī)器人進(jìn)行合作。
Conti說：“經(jīng)過共同的努力，這兩個項(xiàng)目已經(jīng)使器人實(shí)驗(yàn)室的工作成為一次前所未有的技術(shù)轉(zhuǎn)移，因?yàn)樗l(fā)生的非常非常快。”
這并不意味著實(shí)驗(yàn)室的工作幾乎已經(jīng)完成了，而是意味著Conti和他的同事們將不得不看向未來，尋找下一個盲點(diǎn)。
