前言

人口老齡化與少子化背景下，“機(jī)器換人”，由機(jī)器人替代重復(fù)性及危險(xiǎn)性的工作，是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，也是未來實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化的保障，其意義不言而喻，同時(shí)也已是老生常談的話題。

但是隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型不斷向前邁進(jìn)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，數(shù)字化高技能人才的需求缺口卻越來越大，尤其在機(jī)器人專業(yè)領(lǐng)域的人才需求更為凸顯。

如何培養(yǎng)合格的機(jī)器人專業(yè)人才？教育問題始終是重中之重。面對(duì)當(dāng)下產(chǎn)學(xué)研的人才培養(yǎng)不匹配，大族機(jī)器人與合作伙伴基于前沿VR、AR及數(shù)字孿生技術(shù)，共同開發(fā)“數(shù)字孿生機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人教學(xué)效率的倍增，培養(yǎng)機(jī)器人操作的高級(jí)技能型人才。

1. 痛點(diǎn)：產(chǎn)學(xué)研供需不匹配

機(jī)器人被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，不僅是在減速器，伺服電機(jī)，關(guān)節(jié)模組及其他如機(jī)器人視覺等領(lǐng)域的研發(fā)難度高，其操作難度也非同一般，一個(gè)熟練的機(jī)器人操作員需要在企業(yè)生產(chǎn)車間內(nèi)多次鍛煉，理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能培養(yǎng)得到。

但在當(dāng)下許多高校的普遍培養(yǎng)現(xiàn)狀中，或受限于機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室配置高昂無法滿足多數(shù)學(xué)生的實(shí)踐需要，或囿于陳舊的機(jī)器人專業(yè)培養(yǎng)模式而忽視實(shí)踐教育，這些都導(dǎo)致如今機(jī)器人專業(yè)技術(shù)人才的稀缺，并已經(jīng)成為亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。

2. 解決方案：數(shù)字孿生機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)

Q

什么是數(shù)字孿生？

A

數(shù)字孿生是在數(shù)字世界中建立與物理實(shí)體的性能完全一致，且可對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真的模型。利用安裝在真實(shí)系統(tǒng)上的傳感器數(shù)據(jù)作為該仿真模型的邊界條件，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生體與物理實(shí)體的同步。

2.1 數(shù)字孿生機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)-硬件

——單工位數(shù)字孿生機(jī)器人硬件操作臺(tái)

其主體由VR機(jī)器人實(shí)訓(xùn)操作一體機(jī)，大族協(xié)作機(jī)器人Elfin、VR頭盔（1套），VR操作手柄（2對(duì)）定位器，1臺(tái)Pad，1套追蹤器等設(shè)備組成。

學(xué)生通過顯示屏進(jìn)入實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)后，用戶可選擇戴上頭盔或直接在Pad上通過虛擬示教器或者通過手柄拖拽的方式操作機(jī)器臂，用戶同時(shí)可以體驗(yàn)不同品牌單個(gè)機(jī)器人工作站的焊接、搬運(yùn)、碼垛、上下料等任務(wù)訓(xùn)練，以及實(shí)現(xiàn)虛擬協(xié)作機(jī)器人和實(shí)體協(xié)作機(jī)器人的虛實(shí)互控、虛實(shí)互動(dòng)。

2.2 數(shù)字孿生機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)-軟件

——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）

數(shù)字孿生機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)軟件充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR），在虛擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的知識(shí)學(xué)習(xí)和體驗(yàn)真實(shí)環(huán)境應(yīng)用。

并利用數(shù)字孿生技術(shù)，在虛擬仿真技術(shù)基礎(chǔ)上依托并集成其他技術(shù)以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)映射、虛實(shí)互動(dòng)，讓教學(xué)和實(shí)訓(xùn)更高效，操作方式包括虛擬示教器操作、手柄拖拽機(jī)器臂方式、實(shí)體示教器和Pad觸摸式。

平臺(tái)提供了大族機(jī)器人多行業(yè)（如：焊接、碼垛、搬運(yùn)、上下料、切割、噴涂等）應(yīng)用場景。

3. 一起探索更好玩的機(jī)器人操作體驗(yàn)

不止于VR，大族機(jī)器人不斷探索以前沿技術(shù)賦能機(jī)器人學(xué)習(xí)與使用。

我們與合作伙伴開發(fā)基于AR實(shí)現(xiàn)絕佳的機(jī)器人操作體驗(yàn)，讓生產(chǎn)環(huán)節(jié)更簡易，快和大族機(jī)器人一起探索更多實(shí)用、安全、簡單、好玩的工作新模式。