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机器人实验室的无人化,会不会成为未来的应用新方向?

机器人实验室的无人化,会不会成为未来的应用新方向?

      在麻省理工学院实验室工作的一组研究人员构建了一个能够进行流体动力学实验的智能拖曳箱(ITT),并用它在短短一年内进行了100,000次这样的实验。该团队在《科学机器人》杂志上发表的论文中描述了ITT的功能以及过去一年来的工作。
 
  智能牵引箱,是安装在主车架上的缸和传感器的右下方,用于执行各种流体运动的控制器)。ITT采取了人类产生的假设,然后执行顺序实验以针对一定数量的目标,只有在两次实验之间等待水平静下来的暂停才会打断。
 

智能牵引箱的概述,主要组件包括10米箱,滑架,计算机和电动机控制器。
图片来源:Fan et al., Sci. Robot. 4, eaay5063 (2019)
 
  工程师设计船舶时,他们希望最终的车辆尽可能高效地在水中行驶。这涉及应用流体动力学研究。但是,正如麻省理工学院团队的实验所证明的那样,机器人进入实验室还有更多的东西要学习。
 
  例如造船厂已了解到的一件事是,必须对“涡激振动”进行建模和观察。在实践中,这涉及到在水中移动模型并记录发生的振动,然后使用数据反复更改参数以进行改进,此过程需要很多工时,但机器人能很好的完成这些单纯而重复的事。
 
  在这项新的工作中,研究人员报告了一种通过在水箱上构建各种机器人来机械化该过程的方法,也就是ITT。它能够在运行于一个水箱中的模型时进行测量,分析测量结果并构建和执行下一个逻辑实验。它会重复执行此操作,直到达到所需的阈值为止。
 
  研究人员报告说,在过去的一年中,进行这样的实验非常困难,需要构思并进行大约100,000个实验,基本上每两周完成一次与博士一样多的工作。但研究室的学生需要做毕业设计,他们的时间全部放在这上面也不现实。研究人员声称,在过去的一年中,它还比人类进行了更多的“涡激振动 ”实验。
 
显示了ITT的顺序学习过程。图片来源:Fan等
 
(控制器的图形用户界面,记录运动和力信号)图片来源:Fan等
 

      研究人员认为,ITT是科学实验中的一个里程碑。它表明,可以使用机器人完成许多需要大量重复的实验,没有人控制顺序的实验测试实际上节省了无数的工时。