新機器可以改善工人的條件并提高工業(yè)生產(chǎn)率。 在荷蘭一家名為 Hankamp Gears 的機械制造商的車間里，工人們從托盤上取下笨重的設(shè)備，將材料舉過肩膀，然后費力地將螺絲擰上。這時，突然有幫手出現(xiàn)，幫他們搬運重物，這樣工人們就可以專注于緊固工作了。

但這雙手并不是人類的。它們屬于協(xié)作機器人。它們是一個研究項目的一部分，該項目旨在開發(fā)新一代人機系統(tǒng)，以改善制造業(yè)工人的工作條件，提高工業(yè)生產(chǎn)率。

從痛苦到收獲

在這個名為 SOPHIA 的項目中，研究人員在協(xié)作機器人上安裝了傳感器。通過機器學(xué)習(xí)處理數(shù)據(jù)，傳感器可以測量工人的動作，從而判斷是否需要改變?nèi)蝿?wù)或重新分配負(fù)載，以適應(yīng)工人的需要，而工人甚至不會察覺。

"意大利熱那亞理工學(xué)院人機界面與交互實驗室負(fù)責(zé)人阿拉什-阿朱達(dá)尼博士說："機器人可以提高生產(chǎn)率，改善人們的工作方式。"如果一個人在用協(xié)作機器人而不是另一個人執(zhí)行任務(wù)，協(xié)作機器人可以改變自己的操作方式，讓一切都有利于這個人。

Ajoudani 領(lǐng)導(dǎo)的 SOPHIA 項目歷時四年半（包括六個月的延長期），將于 2024 年 4 月結(jié)束。它匯集了來自六個歐洲國家組織的專家。除意大利外，合作伙伴還來自比利時、法國、德國、荷蘭和斯洛文尼亞。

研究人員的主要結(jié)論是，制造業(yè)的自動化對企業(yè)和工人來說是一個巨大的機遇，而不是對就業(yè)的嚴(yán)重威脅。這是因為，在協(xié)作機器人的幫助下，工人可以騰出時間從事技術(shù)含量更高的工作，對雇主來說也更有價值。

"問題不在于機器人搶走了工作。"Ajoudani 說："問題是要找到足夠的人來從事低技能工作。

他以農(nóng)業(yè)為例強調(diào)了這一點，他說，許多曾經(jīng)司空見慣的低技能工作幾乎已經(jīng)絕跡。

Ajoudani 說："沒有人知道如何擠奶，但在 150 年前，如果你不知道，你就無法生存。"也許 100 年后，工人不需要會搬動箱子，只需要會給機器人編程。這些工作最終會逐漸消失。"

流暢的操作員

SOPHIA 團(tuán)隊曾與汽車行業(yè)的制造商--德國大眾汽車公司和漢康普齒輪公司--合作，設(shè)計出可作為工廠車間工人盟友的協(xié)作機器人。

Ajoudani 說，下一步是提高 cobots 的自主行動能力。這就需要對與機器人一起工作并監(jiān)督其表現(xiàn)的人員進(jìn)行專門培訓(xùn)。

Ajoudani 說："為了達(dá)到這個目標(biāo)，我們需要讓它們協(xié)同工作，將人類的監(jiān)督技能與機器人的堅固性結(jié)合起來。"

SOPHIA 是一系列研究項目的一部分，這些項目旨在推動機器人和其他新興機器與人類并肩工作的可能性，從而提高工人的福利和企業(yè)的效率。

整個想法被稱為 "工業(yè) 5.0"--歐盟委員會的方針是在歐盟制造業(yè)經(jīng)歷數(shù)字化和綠色轉(zhuǎn)型的過程中，將工人置于生產(chǎn)的中心。

確保未來工作場所的精神健康是整個戰(zhàn)略的一個要素。

一個單獨的研究項目探討了協(xié)作機器人能否讓工人更快樂。該項目名為 "MindBot"，歷時近四年，于 2023 年 9 月結(jié)束。

該項目匯集了比利時、克羅地亞、德國和意大利的研究人員，他們?yōu)榧夹g(shù)公司、制造商和公共機構(gòu)工作，研究領(lǐng)域包括心理學(xué)和工程學(xué)。

順其自然

MindBot 團(tuán)隊的工作基于 "流動 "這一心理學(xué)概念--當(dāng)人們的技能水平與手頭的任務(wù)相匹配時，他們會感到動力十足、注意力集中。

"沒有人能在 100% 的時間內(nèi)都處于流動狀態(tài)。"領(lǐng)導(dǎo)該項目的意大利 IRCCS Eugenio Medea 科學(xué)研究所研究員 Fabio Storm 博士說："我們想看看是否能了解流動是在什么時候發(fā)生的。"

研究小組首先觀察了幾家制造工廠（包括汽車和電子元件行業(yè)）中 cobots 的使用情況以及它們與人的互動情況。

問卷調(diào)查和觀察有助于確定與機器人伙伴互動的工人所需的體力和腦力的基線。

隨后，研究人員在實驗室中模擬了志愿者與加裝了技術(shù)模塊的機械臂一起工作的真實輪班情況。在基于視頻的算法和人工智能的輔助下，光學(xué)傳感器幫助測量了人類工人的身體疲勞程度。

根據(jù)傳感器提供的數(shù)據(jù)對機器人進(jìn)行編程，如果人類工人在輪班快結(jié)束時出現(xiàn)疲勞，機器人就會放慢速度，與人類工人的節(jié)奏保持一致。

團(tuán)隊還在平板電腦上為協(xié)作機器人開發(fā)了一個頭像，以便與工人互動。Storm 表示，這對工人們來說并不難，因為許多工人已經(jīng)為他們的協(xié)作機器人同事起了綽號--其中一個叫 "羅比"。

從調(diào)查問卷中收集到的信息幫助團(tuán)隊對技術(shù)進(jìn)行了微調(diào)，以改進(jìn)任務(wù)。

Storm 說："我們研究的許多領(lǐng)域并不真正關(guān)注技術(shù)，而是其對人類工人的影響。"

包容性角度

MindBot 關(guān)于協(xié)作機器人研究的另一個方面是探討公司如何更好地將自閉癥患者納入員工隊伍。

在心理學(xué)家的幫助下，研究小組為工人開發(fā)了信息，幫助他們?yōu)楣ぷ骰颦h(huán)境中任何特別敏感的方面做好準(zhǔn)備--例如，如果他們需要適應(yīng)嘈雜的噪音或明亮的燈光。這包括逐步規(guī)劃具體任務(wù)，使工人更容易預(yù)測他們需要做什么。

Storm 說："重要的是，要讓工作與人相適應(yīng)，而不是相反。我們想證明，制造業(yè)可以成為自閉癥患者的就業(yè)選擇。"

MindBot已經(jīng)向歐盟委員會提交了相關(guān)的就業(yè)指導(dǎo)方針供其審查，并希望能夠予以公布。

無論如何，該項目的工作不會就此結(jié)束，因為團(tuán)隊成員計劃共同研究機器人技術(shù)如何改善工作場所條件的其他方面。

"MindBot的許多工具、方法和研究成果已經(jīng)或即將用于其他活動。"Storm說。