Trí tuệ nhân tạo dựa trên tầm nhìn 3D dành cho Robot tiên tiến

Mech-Mind Robotics Technologies ( Mech-Mind ) được thành lập vào năm 2016 với tầm nhìn đưa trí thông minh vào robot công nghiệp. Thông qua các công nghệ tiên tiến bao gồm học sâu, tầm nhìn 3D và lập kế hoạch chuyển động của rô-bốt, Mech-Mind đã triển khai thành công các giải pháp rô-bốt công nghiệp thông minh hiệu quả, ổn định và đáng tin cậy trong việc xếp và dỡ hàng trên khay, nhặt rác, phân loại đơn hàng, chăm sóc và lắp ráp/dán/dán máy. định vị trong hậu cần và sản xuất. Các giải pháp của nó được sử dụng trong các OEM ô tô, nhà máy thiết bị gia dụng, nhà máy thép, nhà máy thực phẩm, kho hậu cần, ngân hàng và bệnh viện ở Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đức và Hoa Kỳ

“Mech-Mind là một công ty trẻ và đầy triển vọng. Nó có những công nghệ rất thú vị, hoạt động trong một khu vực đang bùng nổ và đã nhận được đầu tư từ các công ty đầu tư mạo hiểm hàng đầu. Mặt khác, Siemens đã cung cấp các công cụ mô phỏng tiên tiến cho sản xuất từ ​​những năm 1980 và chúng tôi coi Mech-Mind là đối tác chiến lược mà chúng tôi muốn cùng phát triển”, Tiến sĩ Vincent Guo, Quản lý Chiến lược và Danh mục đầu tư, Sản xuất Kỹ thuật số, cho biết. tại Phần mềm Công nghiệp Kỹ thuật số Siemens.

Mech-Mind từng có quy trình thiết kế truyền thống bắt đầu từ bản vẽ CAD dựa trên yêu cầu của khách hàng. Do thiết kế của giải pháp rô-bốt mỗi lần đều khác nhau do nhu cầu của khách hàng khác nhau nên công việc chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của các kỹ sư để xác định các vấn đề tiềm ẩn ở giai đoạn thiết kế. Ngoài ra, các ứng dụng rô-bốt dựa trên tầm nhìn 3D còn tương đối mới đối với ngành, do đó, các kỹ sư có kinh nghiệm thậm chí còn khó tìm hơn. Ở giai đoạn thiết kế, nhiều thứ cần được xem xét. Các kỹ sư phải xem xét trường nhìn của camera, dung sai định vị của các bộ phận khác nhau, khoảng cách giữa thiết bị và bộ phận, điểm kỳ dị của cánh tay robot, v.v. Tuy nhiên, do thiếu các phương pháp xác minh và tối ưu hóa tốt nên nhiều vấn đề vẫn có thể sai ngay cả đối với một kỹ sư có kinh nghiệm. Ví dụ, thiết kế cơ khí của bộ kẹp có thể không phù hợp, dẫn đến khả năng xảy ra nhiều va chạm hoặc bệ rô-bốt quá cao hoặc quá thấp làm hạn chế khả năng tiếp cận của rô-bốt. Trong giai đoạn chạy thử tại xưởng, không có gì lạ khi các kỹ sư nhận ra những vấn đề này và phải sửa đổi thiết kế ban đầu. Tất cả những điều này kết hợp lại sẽ dẫn đến tăng chi phí, giao hàng trễ, thời gian phục vụ tại chỗ lâu hơn, làm giảm mức độ hài lòng của khách hàng và thậm chí không thể cam kết với khách hàng.

Mech-Mind bắt đầu làm việc với Process Simulate trong   danh mục phần mềm sản xuất kỹ thuật số Tecnomatix của Siemens để nâng cấp quy trình làm việc của mình. Sau khi mô hình CAD hoàn tất, các kỹ sư của họ sẽ xây dựng bộ đôi kỹ thuật số cho tế bào rô bốt và quy trình sản xuất trong Mô phỏng quy trình , bao gồm máy ảnh 3D, rô bốt và bộ kẹp, các bộ phận và các tài nguyên sản xuất có liên quan khác. Kỹ sư thiết kế có thể kiểm tra vị trí của camera để đảm bảo rằng tất cả các bộ phận có thể được bao phủ phù hợp bởi trường nhìn của camera. Vị trí tối ưu của bệ rô-bốt có thể được tính toán tự động bằng Mô phỏng quy trình sau khi các vị trí mục tiêu được xác định. Những điều này sẽ cho phép kỹ sư nhanh chóng xác minh bố cục của ô và sử dụng nó để soạn thảo đề xuất hoặc tạo tài liệu đấu thầu.

Một cải tiến quan trọng mà Mech-Mind cung cấp cho thị trường là nó cho phép robot tự động tìm ra bộ phận nào cần lấy trong một đống được đặt ngẫu nhiên và sau đó thực hiện thao tác lấy. Điều này được kích hoạt bởi công nghệ cốt lõi của Mech-Mind trong camera tầm nhìn 3D và phần mềm trí tuệ nhân tạo xử lý hình ảnh 3D. Công cụ học sâu đặc trưng của nó được sử dụng để phân loại đối tượng, phân đoạn và phát hiện lỗi.

Với sự hỗ trợ của Siemens, Mech-Mind đã đưa AI dựa trên tầm nhìn 3D của họ để điều khiển rô-bốt lên một tầm cao mới. Dựa trên tệp CAD của các bộ phận cần xử lý, Mô phỏng quy trình có thể tạo các bộ phận được đặt ngẫu nhiên dựa trên công cụ vật lý và sau đó tạo hình ảnh tổng hợp của máy ảnh 3D ảo giống như máy ảnh đang quan sát thế giới thực. Độ phân giải pixel của camera, độ nhiễu, hiệu ứng ánh sáng xung quanh, v.v., cũng có thể được thêm vào quá trình tạo hình ảnh tổng hợp để bắt chước hoạt động của camera thực tế. Các hình ảnh tổng hợp có thể được chuyển đến phần mềm đào tạo AI và xử lý hình ảnh của Mech-Mind. Ngoài ra, vì các hình ảnh tổng hợp được chú thích tự động nên thuật toán học sâu cũng có thể hưởng lợi từ một tập dữ liệu huấn luyện hoàn hảo.

Giờ đây, người dùng máy ảnh và phần mềm của Mech-Mind được hưởng lợi ích của bộ đôi kỹ thuật số toàn diện. Các kỹ sư có thể mô phỏng trước toàn bộ quy trình trong Mô phỏng quy trình để kiểm tra logic quy trình và bố cục của trạm robot. Nó mang đến cho các kỹ sư cơ hội sớm cải thiện cách bố trí ô rô-bốt và thiết kế bộ kẹp nếu họ phát hiện ra rằng va chạm thường xuyên xảy ra trong quá trình chọn hàng. Với các hình ảnh tổng hợp, việc lập kế hoạch đường đi cho rô bốt tự động do AI hướng dẫn là khả thi mà không cần thu thập dữ liệu từ tế bào rô bốt vật lý. Các kỹ sư có thể kiểm tra xem sơ đồ điều khiển rô-bốt do AI hướng dẫn có thể đạt được thời gian chu kỳ mục tiêu và tỷ lệ lấy hàng theo yêu cầu của khách hàng hay không. Việc tối ưu hóa thuật toán AI và quy trình điều khiển robot có thể được thực hiện hoàn toàn trong môi trường phần mềm và được xác thực ngay lập tức bằng cách sử dụng Mô phỏng quy trình.

“Mô phỏng quy trình là một công cụ rất mạnh mẽ và bằng cách hợp tác với Siemens, chúng tôi quản lý để đưa phần mềm AI tầm nhìn 3D, Mech-Vision, cùng với Mô phỏng quy trình để chúng tôi có thể thiết kế toàn bộ tế bào robot, có khả năng nhìn AI và tầm nhìn 3D. Và điều thú vị nhất là chúng tôi có thể mô phỏng và xác thực quy trình như thể chúng tôi đã xây dựng toàn bộ ô trên sàn cửa hàng. Và bây giờ chúng ta có thể mô phỏng tầm nhìn 3D và các đối tượng được định vị ngẫu nhiên trong Mô phỏng quy trình, sau đó chạy phần mềm nhận dạng hình ảnh AI và các thuật toán lập kế hoạch nắm bắt và chuyển động để mô phỏng toàn bộ quá trình. Shao Tianlan, Người sáng lập và Giám đốc điều hành của Mech-Mind Robotics Technologies cho biết: “Rất nhiều lỗi tiềm ẩn có thể được tìm thấy và giải quyết khi bạn chạy dự án trong Quy trình mô phỏng” .

“Giá trị là rõ ràng khi sử dụng Mô phỏng quy trình. Chúng tôi đã đạt được các chu kỳ dự án ngắn hơn và ít mắc lỗi hơn với chi phí thấp hơn trên sàn phân xưởng. Và chúng tôi có thể sử dụng dữ liệu mô phỏng để cải thiện thuật toán AI của mình, do đó, cả giai đoạn thiết kế và triển khai đều trở nên dễ dàng hơn”, ông SHAO tiếp tục. Với khả năng mô phỏng đầy đủ được cung cấp bởi công nghệ song sinh kỹ thuật số, người ta ước tính rằng người ta có thể tiết kiệm tới 40% tổng thời gian dự án và 20% tổng chi phí dự án.

“Tôi rất thích sự hợp tác với Mech-Mind. Tôi tin rằng tương lai của ngành sản xuất chỉ có thể đạt được bằng quan hệ đối tác. Một mặt, chúng tôi có các công nghệ trưởng thành từ Siemens, chẳng hạn như các công cụ mô phỏng công nghiệp và hệ thống tự động hóa. Mặt khác, chúng tôi có các công ty làm chủ các công nghệ mới nổi như Mech-Mind. Chúng tôi thiết lập quan hệ đối tác để tối đa hóa giá trị mà chúng tôi mang lại cho khách hàng trong lĩnh vực sản xuất”, Alex Greenberg, Giám đốc Robotics 4.0, Sản xuất Kỹ thuật số, tại Siemens Digital Industries Software, cho biết.

Để biết thêm thông tin: www.plm.automation.siemens.com