新機(jī)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(jī)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(fèi)力地將螺絲擰上。這時(shí)，突然有幫手出現(xiàn)，幫他們搬運(yùn)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(jī)器人。它們是一個(gè)研究項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目旨在開發(fā)新一代人機(jī)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(gè)名為 SOPHIA 的項(xiàng)目中，研究人員在協(xié)作機(jī)器人上安裝了傳感器。通過機(jī)器學(xué)習(xí)處理數(shù)據(jù)，傳感器可以測(cè)量工人的動(dòng)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(huì)察覺。

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

Ajoudani 領(lǐng)導(dǎo)的 SOPHIA 項(xiàng)目歷時(shí)四年半（包括六個(gè)月的延長(zhǎng)期），將于 2024 年 4 月結(jié)束。它匯集了來自六個(gè)歐洲國(guó)家組織的專家。除意大利外，合作伙伴還來自比利時(shí)、法國(guó)、德國(guó)、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(dòng)化對(duì)企業(yè)和工人來說是一個(gè)巨大的機(jī)遇，而不是對(duì)就業(yè)的嚴(yán)重威脅。這是因?yàn)?，在協(xié)作機(jī)器人的幫助下，工人可以騰出時(shí)間從事技術(shù)含量更高的工作，對(duì)雇主來說也更有價(jià)值。

"問題不在于機(jī)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(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)，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(huì)搬動(dòng)箱子，只需要會(huì)給機(jī)器人編程。這些工作最終會(huì)逐漸消失。"

流暢的操作員

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

Ajoudani 說，下一步是提高 cobots 的自主行動(dòng)能力。這就需要對(duì)與機(jī)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(gè)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(jī)器人的堅(jiān)固性結(jié)合起來。"

SOPHIA 是一系列研究項(xiàng)目的一部分，這些項(xiàng)目旨在推動(dòng)機(jī)器人和其他新興機(jī)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(gè)想法被稱為 "工業(yè) 5.0"--歐盟委員會(huì)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(chǎng)所的精神健康是整個(gè)戰(zhàn)略的一個(gè)要素。

一個(gè)單獨(dú)的研究項(xiàng)目探討了協(xié)作機(jī)器人能否讓工人更快樂。該項(xiàng)目名為 "MindBot"，歷時(shí)近四年，于 2023 年 9 月結(jié)束。

該項(xiàng)目匯集了比利時(shí)、克羅地亞、德國(guó)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(jī)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(duì)的工作基于 "流動(dòng) "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(shí)，他們會(huì)感到動(dòng)力十足、注意力集中。

"沒有人能在 100% 的時(shí)間內(nèi)都處于流動(dòng)狀態(tài)。"領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)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(dòng)是在什么時(shí)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(dòng)情況。

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

隨后，研究人員在實(shí)驗(yàn)室中模擬了志愿者與加裝了技術(shù)模塊的機(jī)械臂一起工作的真實(shí)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(cè)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(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程，如果人類工人在輪班快結(jié)束時(shí)出現(xiàn)疲勞，機(jī)器人就會(huì)放慢速度，與人類工人的節(jié)奏保持一致。

團(tuán)隊(duì)還在平板電腦上為協(xié)作機(jī)器人開發(fā)了一個(gè)頭像，以便與工人互動(dòng)。Storm 表示，這對(duì)工人們來說并不難，因?yàn)樵S多工人已經(jīng)為他們的協(xié)作機(jī)器人同事起了綽號(hào)--其中一個(gè)叫 "羅比"。

從調(diào)查問卷中收集到的信息幫助團(tuán)隊(duì)對(duì)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(duì)人類工人的影響。"

包容性角度

MindBot 關(guān)于協(xié)作機(jī)器人研究的另一個(gè)方面是探討公司如何更好地將自閉癥患者納入員工隊(duì)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(cè)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(huì)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(xiàng)目的工作不會(huì)就此結(jié)束，因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)成員計(jì)劃共同研究機(jī)器人技術(shù)如何改善工作場(chǎng)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(dòng)。"Storm說。