双臂机器人，机器人的下一个发展方向？
目前我们见到的工业机器人大多数为单臂机械臂，而服务机器人中即使具有双臂，大多数也仅仅是摆摆动作跳跳舞而已，没有实际的工作能力。
对多数人来说，我们梦想中的机器人，或许就是我们人类的样子，他们像人类一样拥有双臂、安全且具有智慧和情感，可以像人类那样灵活地操作人类的工具，还可以很好的融入人类社会。作为梦想的开始，双臂机器人或许将成为机器人的下一个热点方向。我们这里提到的双臂机器人，绝不是那种只会做做动作跳跳舞的双臂，而是用于实际的生产和服务的双臂协调工作的人机协作机器人。
目前，国内外许多些研发机构都相继推出了双臂机器人，比如ABB的Yumi、KUKA的iiwa、安川的Motoman、Rethink、PR2等，并在实际应用方面做出了众多努力和尝试。
而遨博（北京）智能科技有限公司作为一家致力于开发新一代轻型协作机器人的中国机器人企业，成功推出了完全国产化且性价比极高的AUBO系列轻型协作机器人，并已在工业制造等多个领域得到应用。
作为中国唯一一家被评为“IEEE全球最具潜力协作机器人企业”，且受到刘延东、李源潮、汪洋等各部级国家领导人高度重视的公司，遨博承担了ISO/TC184/SC2/WG10:机器人模块化国际标准秘书处工作，主导国际和国家标准制订。
本期机器人大家说，我们邀请到了遨博智能科技的工程师——高峰，从ROS、控制系统、核心功能部件、视觉系统等多个角度深度分析其推出的双臂机器人平台。
以下是当晚高峰老师分享实录↓
多机器人的协同作业是制造业发展的必然要求，双臂机器人就是适应这一要求而开发出的一种新型机器人，相对于单臂机器人它可以大大增强机器人对复杂装配任务的适应性，同时可以提高工作空间的利用效率。目前，国内外许多些研发机构都推出了双臂机器人，比如国外ABB的Yumi、KUKA的iiwa、安川的Motoman、Rethink、PR2，国内的北大、新松等。
2016年遨博（北京）智能科技有限公司也自主研发出了自己的双臂机器人，高度1.65米，体重75kg，双臂共16个自由度。每个机械臂都由7个机器人关节和1个电动手爪组成，臂长1米，重10kg，单臂负载最大距离1.5kg、中等距离2kg。
在机器人的集成与设计过程中，我们采取了更加简捷的设计开发方法，基于模块化思路和开源系统，快速完成了硬件体系的搭建和应用软件开发。硬件方面，我们采用了“机器人关节模块+机械连杆+PC+外部传感器”的模块化方式搭建了双臂机器人硬件平台；软件方便，在PC上安装了Linux+ROS开源系统，将机器人模型导入ROS并调用ROS节点，实现了基于视觉定位的机器人双臂协调倒水的功能。
传统的机器人硬件结构非常复杂，需要对底层硬件非常了解的资深技术团队才能完成，耗费庞大的资金和长期的开发时间。以经典的六自由度工业机械臂为例，其硬件体系结构大致如下：控制计算机端安装6个驱动器，每个驱动器分别连接1套执行单元（电机、谐波减速器、制动器）和传感器。开发过程中，技术人员需要对底层硬件非常了解，还要花费大量的精力去设计硬件结构，并需要对集成的各类硬件进行长时间的兼容性和稳定性测试，后期的产品的组装也相对麻烦，而且由于硬件结构复杂，还会遗留各种潜在隐患。
采用机器人关节的模块化机器人硬件设计模式，彻底颠覆了传统的机器人的硬件开发方法，可由普通的机械设计工程师无需过多关注底层硬件，即可快速完成机器人本体的设计。MRJ一体化机器人关节模块是针对机械臂关节的部件级解决方案，是一种介于电机和机器人本体之间的集电机、减速器、刹车（可选）、传感器、控制器、总线通信为一体的智能模块，具有稳定可靠的高性能关节模块，兼具结构紧凑、集成简便的特点，为机器人研发单位屏蔽了底层硬件开发的风险，提升了底层硬件的稳定性，并降低了机器人开发的难度，让研发人员可以更加专注顶层的控制软件和集成应用软件的设计与开发，帮助机器人企业和科研院所在短周期内，快速推出自己的高性能机械臂或机器人。
如上图所示，我们采用了“MRJ机器人关节模块+机械连杆+NUC电脑+Realsense 3D摄像头”搭建了MRP1开源双臂机器人平台，机器人的设计和搭建都非常迅速，而且由于MRJ机器人关节模块已经经过了长时间验证，机器人的稳定性较高。特别值得关注的是：MRJ机器人关节模块的兄弟系列产品，已经用在了工业级的人机协作机器人中。
ROS系统是属于机器人的次级操作系统，它本身的工具包比较丰富，而且是开源的系统。ROS系统本身带有任务规划、运动控制、3D物体识别、人机交互、自主导航、定位与制图等多种功能节点。MRP1开源双臂机器人平台的软件开发中，调用了部分功能节点，使得双臂机器人更加灵活、安全。
双臂机器人继承了单臂机器人自动化的优点，并且集成了机器人开源系统和更多传感器，这使得双臂机器人能完成许多单臂机器人不能完成的工作。虽然双臂机器人只比单臂机器人多出一个手臂，但这不仅仅简单是一加一等于二的问题，双臂机器人的冗余度空间机器人双臂协调操作大大提高了其操作性能，这就使得一加一远远大于二，所以说双臂机器人的发展将会解决许多生活、工业、国防的问题，给人们的生活带来更多便利。
我们的愿景是，从软件和硬件两个层面开源，在模块化的思路下，推进双臂机器人研究的发展，让双臂机器人真正应用到实际生产生活中去。希望能够和大家一起合作，基于统一工业总线协议和开源机器人操作系统，分别推出包括控制器、移动地盘等更多的机器人模块产品，共同打造开源机器人生态圈。
下面是本次分享的精彩问答：
Q1：人机协作机器人有什么样的技术要求？什么样的性能是设计者所希望的呢？
高峰：人机协作机器人与传统的工业机器人相比较具有几个特点，其中最主要的是安全性高，机器人具有一定的力感知能力，具有较好的负载自重比。比如，我们的i5机械臂负载5kg，但自重只有24kg。
Q2：相比于传统工业机器人，协作机器人对机器人控制系统有什么特殊的需求么？
高峰：协作机器人的控制方面增加了动力学算法，我们的机器人核心是：机器人关节模块，如图所示。该模块本身集成了：驱动器、谐波减速器、刹车（可选）、编码器。如上系统，可以保证机器人的运动学算法，另外，电流电压传感器和加速度传感器，可用于动力学。
Q3：您好，我们是做控制器开发的，有自己的控制系统，不需要基于ROS，可以对接这个模块化机械臂本体吗？
高峰：我们的模块目前支持 Window & Ubuntu;模块CAN总线通讯，如果您的控制器支持CAN，我们开放协议，也可以自己开发；Window & Ubuntu是有API的。
以上便是“机器人大家说第12期干货整理，更多关于机器人生态、人工智能信息，敬请期待第13期机器人大家说~
PS：由英特尔、硬蛋联合微能创投以及国内外众多合作伙伴共同举办的机器人创新挑战赛火热进行中......
作为机器人创新挑战赛参考平台支持方之一，遨博将为本次大赛提供开源双臂移动服务机器人平台的支持。而在接下来的“机器人大家说”中，我们将相继邀请机器人创新挑战赛平台支持方嘉宾为我们做精彩分享，敬请期待！
除此之外，本次大赛还提供硬蛋聚投100计划专项投融资对接服务、硬蛋IOT超市IC原器件与供应链的优惠服务、中国国际机器人展览会Ciros2017万元现金补贴等多重福利~