这两项机器人发明,就是东京大学进军外卖界的野心!?

来源:和讯网 2020-06-02 16:11:01
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大数据文摘出品

作者:青柠、一一、刘俊寰

日本向来热衷于机器人研究,其中东京大学作为日本大学中的绝对王牌,在国内外都享有很高的声誉。

最近,东京大学有两项发明吸引到了文摘菌的注意,一个是无人机和机械臂配合取货,一个是可充气的电动自行车。

这…难道东大是要正式进军外卖界了吗?

无人机取货!节能省时,送货交付量提高显著

要让无人机执行送货服务,首先得让它们先取货,偏偏就是这取货的过程,是耗能和费时最大的地方,这时无人机往往是在盘旋而非移动,因为很多时候货物包括了一些需要始终向上放置的食品或饮料,这些可不能通过降落伞或者其他方式进行递送。

现在,闭上眼睛,想象一下理想的无人机送货系统,在这个系统中,无人机应该可以一直保持全速飞行,不需要减速,同时又能够安全地取货和送货。

不过其中还有一个问题,要在无人机上实现精准定位可能还有一定的难度,如果把这些事儿都放到地面上,用一个高速视觉系统和一个机械臂在无人机飞过时将包裹递给它呢?

是不是完美?!

这个构想,已经被东京大学石川实验室变成了现实。

在一篇最近的论文中,研究人员写道,“包裹无停止传递给无人机,一个供应站自动将包裹放到无人机上,并且进行交接调整这一概念,已经通过控制供应站实现了,供应站通过一个高速的视觉系统来定位无人机”。

在石川教授领导下,石川实验室在过去10年一直从事高速视觉和操作系统的研究,实验室的研究视频经常登上Youtube的推荐榜。这次的实验也是利用到了实验室的标配水准:两台高速摄像机(每秒1000帧)架设在可以精确捕捉物体并同时计算他们的空间位置的转动云台上,另一台摄像机用来在无人机离基站还比较远时追踪它,机械臂是两个线性制动器,带有一个平台来固定有效负载。

无人机本身没有什么特别的,唯一为了使它能够取货而进行的改动是一个简单的挂钩,这一挂钩可以放在任何种类的无人机上,包括固定翼无人机和混合动力无人机,这一挂钩还为放上去的货物提供了灵活性。没有了内部载货托架,你也无需将货物塞入内部。只要货物能够挂上挂钩,并且在无人机的最大承受重量和空气动力学容忍度以内,你就可以使用它。

根据日前公布的demo视频,无人飞以每秒1米的速度移动,实际的包裹传递发生在约0.3秒内,这显然比其他任何把货物放到无人机上的方法更快。

研究人员表示送货模拟在短途派送中还有巨大的进步,在1公里的距离内,每天的交付量最多可提高65%,但在更长路程的配送中,使用该系统的收益下降明显,毕竟取货只占整个派送过程的很小一部分。但即使在4公里范围内,模拟显示使用该系统最多提高18%。

未来,研究人员会将用于传递的两轴机械臂升级为六轴机械臂,它可以重新加载自己,并且能够进行速度匹配来减少取货的影响。

使用六轴机械臂的高速视觉控制系统进行无需停止的包裹传递的概念图

事实上,短期来看,系统收益可能并不显著,因为现存的无人机送货服务还没有达到临界点,到临界点之后,每一秒钟都会变得重要。电池续航能力也是竞争要点之一,只能维持几十分钟使得常常需要停止无人机更换电池,而随着续航能力的提升,以及新技术的发展,这些都不会再是问题。

可以想见,在未来,无人机会有它们生而适合的送货工作,不过就目前来看,还无法确定无人机的配送业务流程最终是否行得通,但不管怎样,从节能省时的角度上看,无人机还有很大的发展前景。

充气电动自行车:便利可携带,还能保障快递小哥安全

如果对于无人机还心存戚戚,那让外卖小哥来送货的话,不升级一下装备也说不过去了。

目前,很多外卖小哥都是骑着自己的小摩托进行送货,但是随着共享单车的发展,道路也随之变得越来越拥挤和混乱,骑手和行人受伤的新闻已经屡见不鲜。对于最后一公里问题,是否有更好的解决办法呢?

答案自然是肯定的,比如东京大学的这款充气电动自行车原型Poimo(POrtable and Inflatable MObility)。

制作Poimo的材料是一种可折叠布料,可以通过向小气泵快速充气,也就是说,出行工具现在不仅可以放进背包,在到达目的地之后还能打包带走,也不用担心车遭损坏和偷窃了。

Poimo的主体由热塑性聚氨酯(TPU)制成,它易于定制,研究人员还试验了其他形状,例如移动沙发,听说这种沙发非常适合在“海滨度假胜地”放松身心。

而且,将Poimo充气到40或50kPa(6或7psi)的最佳操作压强只需要一分钟多的时间。

然后,你只需要再把刚性部件连接起来,包括车轮、无刷电机、电池和集成在车把中的无线控制器。所有这些总重5.5公斤(充气结构只有2.3公斤),但研究人员表示,这只是一个原型,他们预计重量可以减轻。

就乘坐体验来说,灵活性、便携性和内在安全性使这款个人出行系统比死板的自行车和摩托车还要好。

Poimo的诞生源于一种愿望,即利用软机器人技术创造一种本质上安全的车辆,最大限度地减少事故中受伤或损坏的可能性,这对于与行人共享空间的个人出行系统非常重要。

在2020CHI大会上发表最新论文的作者之一Ryuma Niiyama说道:“我们相信充气式交通工具与现有的出行系统不同,可以与人建立新的关系,在未来为城市提供一公里内的出行工具。”

研究人员在日本对Poimo做了一些测试,人们说它比预想的更坚固,骑起来很有趣,他们想和孩子一起使用。Niiyama相信,一旦过了原型阶段,即使维持模块化和定制化,Poimo的成本效益也比现有车辆高得多。从这里开始,该计划将继续优化系统,以减轻重量、提高便携性、舒适性和安全性,并通过用户研究确定社会可行性和价格。

这两项发明,不管是从速度还是从安全上都有所突破,东大这进军外卖行业之心简直昭然若揭。文摘菌只想说,不愧是你,东大!

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(责任编辑:张洋 HN080)

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