深度分析 Vulcan：亚马逊首款具有触觉的机器人

在德国多特蒙德举行的 Delivering the Future 活动中，亚马逊推出了一款既不麻木也不愚蠢的机器人。Vulcan 建立在机器人、工程和物理 AI 的关键进步之上，是亚马逊第一款具有触觉的机器人。

The power of touch  触摸的力量

Vulcan 并不是亚马逊第一个可以捡东西的机器人。Sparrow、Cardinal 和 Robin 系统使用计算机视觉和吸盘来移动由人工包装的单个产品或包装。 

但是，凭借其触觉，即它能够理解何时以及如何与物体接触，Vulcan 开启了改善我们的运营、工作和设施的新方法。

在亚马逊物流履约中心，商品被储存在织物覆盖的“豆荚”中，这些豆荚被划分为约一英尺见方的隔间，每个隔间平均最多可容纳 10 件商品，从而最大限度地提高效率。从历史上看，对于缺乏人类自然灵巧性的机器人来说，将物品放入或取出物品一直是一个挑战。

Vulcan 是亚马逊第一款具有类似技巧的机器人。Vulcan 可以轻松纵这些隔间内的物体，为它所存放的任何东西腾出空间，因为它知道何时接触以及施加了多大的力，并且可以在不造成任何损坏的情况下停止。

Vulcan 使用类似于粘在直发器上的尺子的“臂端工具”来实现这一点，再加上力反馈传感器，告诉它推动的力度或握住某物的力度，因此它可以保持在可能造成损坏的点以下。尺子位推动这些隔间中已有的物品，为它想要添加的任何东西腾出空间。直发器的臂（“桨”）固定要添加的物品，根据物品的大小和形状调整它们的抓握力，然后使用内置的传送带将物品放入垃圾箱。

为了从这些箱子中挑选物品，Vulcan 使用了一个带有摄像头和吸盘的手臂。摄像机会查看隔间并挑选出要抓取的物品，以及放置它的最佳位置。当吸盘抓住它时，摄像头会进行观察，以确保它只拿对了东西，避免了我们的工程师所说的“共提取非目标物品”的风险。

Vulcan 能够拣选和存放我们存储在履行中心的所有各种类型物品的大约 75%，并且速度与我们的一线员工相当，代表了自动化和人工智能如何协助我们的员工完成日常任务的重大变化。它还具有识别何时无法移动特定物品的智能功能，并且可以要求人类合作伙伴进行标记，帮助我们通过合作充分利用我们的技术和员工可以实现的最佳效果。

The human-robot connection 人机协作

亚马逊研发的初衷是为了提高工人安全和人体工程学。在位于华盛顿州斯波坎和德国汉堡的运营中心，Vulcan 专注于在这些库存舱的顶行拣选和存放库存。因为这些行大约有 8 英尺高，所以通常需要员工使用梯子才能到达它们，这个过程既费时又累人，而且比在他们的腹部收起和挑选更不符合人体工程学。Vulcan 还可以处理存放在地板上方的物品，因此员工可以在他们最舒适的地方工作。

“Vulcan 与我们的员工一起工作，这种组合比单独使用任何一个都要好，”亚马逊应用科学总监 Aaron Parness 说。

Vulcan 能力的这种应用只是亚马逊如何思考和使用这种技术的最新例子。在过去的十几年里，亚马逊已经在履行中心部署了超过 750,000 台机器人，所有这些机器人都旨在通过承担履行流程中繁重的体力劳动来帮助我们的员工安全高效地工作。

Picking problems  拣选问题

Vulcan 的技术并非偶然。正如它与亚马逊使用机器人方法相吻合一样，这也是创新方式的另一个例子：挑选出重要的问题并找到或开发解决方案——不会创造有趣的技术，然后寻找使用它的方法。

Vulca在拣选过程中添加机器人需要多年的各种技术工作，从力反馈传感器和可以小心处理数百万件独特物品的“手”，到轻推各种形状和大小的盒子和袋子的工具，再到用于估计“豆荚”中可用空间的立体视觉系统。

它还需要物理 AI 的新颖应用，包括识别 Vulcan 可以处理或不能处理哪些物品的算法、在“豆荚”中寻找空间、识别牙膏管和回形针盒等等。不能只用计算机模拟来教 Vulcan，而是用包含触摸和力反馈的物理数据来训练它的 AI。它处理了数千个真实世界的例子，从捡起袜子到移动易碎的电子产品。

Vulcan 甚至从自己的失败中吸取教训，弄清楚不同物体在被触摸时的行为，并像孩子一样稳步建立对物理世界的理解。因此，您可以预期它会在未来几年变得更加智能和强大。

Parness 说，结果是“一项三年前似乎不可能的技术，但现在将帮助我们实现运营转型。