在2016年10月9-14日第29屆國(guó)際智能機(jī)器人與系統(tǒng)大會(huì)（International Conference on Intelligent Robots and Systems，IROS）上，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系團(tuán)隊(duì)使用Baxter機(jī)器人獲得國(guó)際機(jī)器人“抓取與操作”比賽冠軍。


        國(guó)際智能機(jī)器人與系統(tǒng)大會(huì)（IROS）由電氣電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）和日本機(jī)器人協(xié)會(huì)（RSJ）聯(lián)合創(chuàng)辦于1988年，每年舉辦一次，是和機(jī)器人與自動(dòng)化國(guó)際會(huì)議（IEEE International Conference on Robotics and Automation，ICRA）并列的兩大頂級(jí)會(huì)議之一。會(huì)議中的“機(jī)械手抓取與操作”競(jìng)賽由美國(guó)南佛羅里達(dá)大學(xué)、杜克大學(xué)、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院、卡耐基梅隆大學(xué)等高校共同發(fā)起組織。本次大賽吸引了包括荷蘭德爾夫特理工大學(xué)、韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院（KAIST）、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH）、杜克大學(xué)和清華大學(xué)等十余家研究機(jī)構(gòu)參與。


        “機(jī)械手抓取與操作”競(jìng)賽分為手持機(jī)械手操作任務(wù)（Hand-in-Hand），其主要由志愿者手持機(jī)械手完成任務(wù)；全自主任務(wù)（Autonomous），主要由機(jī)械臂搭載機(jī)械手自主完成任務(wù)；以及仿真任務(wù)（Simulation），主要由計(jì)算機(jī)模擬完成任務(wù)。其中前兩個(gè)任務(wù)又包括操作和取放任務(wù)，操作（manipulation），主要包括插拔吸管，灑鹽，釘釘子，剪紙等子任務(wù)；取放（pick-and-place），主要包括抓取水果、錘子、薯片等子任務(wù)。

        經(jīng)過(guò)兩天的激烈角逐，在重點(diǎn)考察自主環(huán)境感知、自主軌跡規(guī)劃和自主抓取策略等方面的全自主（Autonomous）任務(wù)中，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系智能技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)攜手瑞森可智能協(xié)作機(jī)器人Baxter，利用深度學(xué)習(xí)的多模態(tài)融合物體檢測(cè)與分類模塊和自主規(guī)劃操作策略等相關(guān)技術(shù)，在該項(xiàng)任務(wù)中獲得冠軍。

        解密時(shí)刻——清華學(xué)霸有話說(shuō)

        針對(duì)這次獲獎(jiǎng)背后的故事，小編特意走訪了當(dāng)時(shí)去參賽的團(tuán)隊(duì)教授及同學(xué)們。說(shuō)起B(yǎng)axter，大家臉上都充滿了認(rèn)可與喜愛(ài)。

        “你們的瑞森可智能協(xié)作機(jī)器人Baxter可是給我們立了大功！”一位參賽的教授在采訪的開頭就對(duì)Baxter的優(yōu)秀表現(xiàn)給予了高度的評(píng)價(jià)。（聽到這話，小編心里比吃了一大罐蜜糖還甜，哈哈哈哈哈哈。）

        下面，小編就整理了一些當(dāng)時(shí)訪談的精華內(nèi)容，分享給大家。

        有話說(shuō)一：Baxter人機(jī)協(xié)作共融做得特別好！

        在清華學(xué)霸們眼中，人機(jī)協(xié)作的機(jī)器人絕對(duì)是未來(lái)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)。相比以往關(guān)在圍欄里的工業(yè)機(jī)器人，以Baxter為代表的智能協(xié)作機(jī)器人安全、易用且實(shí)用。這次比賽主要比的就是手持機(jī)械臂抓取和自主抓取。對(duì)于機(jī)器人抓取而言，人機(jī)協(xié)作顯得尤為重要。最開始，他們測(cè)試了丹麥的一款機(jī)器人，但在接觸瑞森可機(jī)器人后，果斷選擇用Baxter參賽，盡管只有不到一個(gè)半月的時(shí)間，但與Baxter協(xié)作得特別順暢，最終脫穎而出，獲得冠軍。

        有話說(shuō)二：深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)與自主學(xué)習(xí)，Baxter的優(yōu)勢(shì)無(wú)與倫比！

        能否實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)與自主學(xué)習(xí)，可謂是頂尖智能協(xié)作機(jī)器人與其他協(xié)作機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人的分水嶺。在清華教授與學(xué)生眼中，Baxter具有與其他同類機(jī)器人無(wú)可比擬的學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)。而這三種學(xué)習(xí)中，強(qiáng)化學(xué)習(xí)是很難的。強(qiáng)化學(xué)習(xí)就是指可在失敗中學(xué)習(xí)，可能失敗十萬(wàn)次，只成功一次，但這過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)是可貴的。Baxter在強(qiáng)化學(xué)習(xí)上做得特別好，首先，它不像其他的協(xié)作機(jī)器人或者其它的剛性機(jī)械臂，遇到障礙后不會(huì)自主避讓，甚至可能傷害周邊的人。Baxter的手臂具有很強(qiáng)的柔性，碰到阻礙后會(huì)有縮回來(lái)的動(dòng)作。另外，Baxter不僅允許失敗，還會(huì)在失敗中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，就像一個(gè)小孩剛開始什么都不知道，但是在示教與訓(xùn)練的過(guò)程中采集數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)當(dāng)中去學(xué)習(xí)知識(shí)。正是由于有這種超凡的學(xué)習(xí)能力，Baxter才能助力清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)在比賽中力壓全雄，一舉奪冠。

        有話說(shuō)三：重點(diǎn)研究人機(jī)交互，我們要把知識(shí)傳遞給Baxter！

        關(guān)于以Baxter為代表的智能協(xié)作機(jī)器人，教授和同學(xué)們都認(rèn)為它們不僅能在工業(yè)應(yīng)用上有巨大潛力，在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域也具有極大的發(fā)展空間。短短幾個(gè)月的相處，他們也未能完全了解Baxter的全部潛能，在未來(lái)的科研教育中，他們將繼續(xù)深耕人機(jī)交互領(lǐng)域及人工智能的研究與開發(fā)，把知識(shí)傳遞給Baxter，共同促進(jìn)中國(guó)智能協(xié)作機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程！