在过去的十年中，PR2帮助机器人专家在相对较短的时间内在移动操作方面取得了巨大的进步。我的意思是，这已经过去了十年，但仍然如此-机器人很难，并且使一群聪明的人可以访问功能强大的平台，而他们不必担心硬件，而可以专注于做有趣和有用的事情，这有助于为未来的机器人技术研究树立先例。
不幸的是，并不是每个人都能负担得起40万美元的巨大机器人，即使有能力，PR2的寿命也将接近尾声中国机械网okmao.com。还有其他的移动操纵器可以代替PR2，但是到目前为止，尺寸和成本在很大程度上限制了它们在研究实验室的使用。许多出色的研究已经完成，但是到了人们想要采取下一步行动的地步：使移动操纵器在现实世界中变得有用。
今天，一家名为Hello Robot的公司宣布了一款名为Stretch RE1的新型移动机械手。Hello Robot在旧金山湾区和佐治亚州亚特兰大设有办事处，由Aaron Edsinger和Charlie Kemp领导，并结合数十年来在工业和学术界的经验，成功地研制出了小型轻巧的机器人，功能强大且价格合理。目前，它是一个研究平台，但最终，它的创建者希望它能够进入我们的家中，并在需要时照顾我们。
重新审视移动机械手
要了解Stretch的概念，有必要简要回顾一下Edsinger和Kemp在过去10年中所做的工作。Edsinger于2007年与他人共同创立了Meka Robotics，该公司制造了昂贵的高性能人形手臂，躯干和用于研究市场的头部。
Meka成为第一家（据我们所知）出售使用系列弹性致动器的机器人手臂的机器人公司，并且该公司 与佐治亚理工学院的研究人员进行了广泛的合作。
在2011年，Edsinger是Redwood Robotics的联合创始人之一（以及SRI和Willow Garage的员工），在Google于2013年底吞并它之前，该公司将开发某种秘密而又令人称奇的新型机器人手臂。
与此同时，Google还收购了Meka和其他许多机器人公司，埃德辛格（Essinger）最终成为Google机器人计划的负责人之一，直到他于2017年离开共同创立Hello Hello为止。
同时，自2007年以来，肯普（Kemp）一直担任佐治亚理工大学的机器人学教授，在那里他负责医疗保健机器人实验室。肯普（Kemp）的实验室是11个PR2 beta版站点之一，使他拥有使用大型移动操纵器的早期经验。
坎普（Kemp）在过去十年中一直在进行的许多研究都涉及机器人，这些机器人通常通过直接的身体接触，并且经常在自己的家中或家庭环境中，为未经训练的用户提供帮助。我们应该提到佐治亚理工学院PR2仍在继续，最近在今年晚些时候为IROS撰写的一篇论文中做了一些巧妙的材料分类工作。
Hello Robot的Stretch机器人兼首席执行官Aaron Edsinger
Hello Robot联合创始人兼首席执行官Aaron Edsinger表示，尽管Stretch目前是一个研究平台，但他希望看到该机器人已部署在家庭环境中，并补充说，“我们希望产生的影响是通过对社会人们有帮助的机器人。”
因此，考虑到所有这些，Hello Robot会从哪里来？事实证明，埃辛格（Essinger）和肯普（Kemp）都在麻省理工学院的罗德尼·布鲁克斯（Rodney Brooks）的团队中，所以对于机器人应该是什么以及应该使用什么机器人有着相同的哲学也许并不奇怪。
在多年的各种项目合作之后，2017年，Edsinger正在考虑他的继Google之后的下一步，肯普（Kemp）停下来展示他一直在研究的新机器人原型的一些视频-Stretch的原型。“
一看到它，我就知道那正是我想要从事的工作，”爱丁格告诉我们。“对于在家庭环境和周围人中进行操纵的机器人的复杂性，我感到沮丧，并且它以优雅的方式解决了很多问题。”
对于Kemp来说，Stretch试图使他一直在教他的机器人的一切东西脱离佐治亚理工学院的实验室，进入一个实际上对人们有帮助的世界。“从一开始，我们就试图将机器人带到真实的家中并与真实的人互动，” Kemp说。
例如，佐治亚理工学院的PR2与亨利和简·埃文斯进行了广泛的合作，帮助亨利（四肢瘫痪者）重新获得了一些身体上的自主权他输了。在PR2的帮助下，Henry可以保持几个小时的舒适状态，而无需人工照顾。
坎普告诉我们：“我觉得我正在以某种方式向与我一起工作的一些人做出承诺。” “但是十年后，我想，这些东西在哪里？我发现这令人沮丧。伸展是努力推动事情前进的努力。”
可以放在汽车后座的机器人
将Stretch置于上下文中的一种方法是将其视为对PR2的厨房水槽原理的一种反应。PR2被设计为所有人所需要的所有机器人（加上许多人真正不需要的机器人），嵌入在一块重225公斤，成本近一百万美元的硬件中，Stretch完全专注于成为实际上，这是一种既小巧又经济实惠的外形所必需的机器人。
整个机器人的重量仅为23公斤，占地面积仅为34平方厘米。正如您从视频中看到的那样，它足够小（并且足够安全），可以由儿童移动。成本？Stretch的单价为$ 17,950美元（如果您一次购买一堆，则要少一些），其价格仅为其他移动机械手售价的一小部分。
西雅图华盛顿大学的机器人学教授玛雅·卡克马克（Maya Cakmak）解释说，看起来大小或重量似乎不是一个大问题，但实际上非常重要。Cakmak在Willow Garage时曾与PR2和Henry Evans合作，目前可以同时使用PR2和Fetch研究机器人。“
当我考虑我的长期研究远景时，我想在真实的家庭中部署服务机器人，” Cakmak告诉我们。不幸的是，机器人本身阻止了她执行此操作-Fetch和PR2都足够大，以至于将它们移动到任何地方都需要卡车和升降机，这也限制了它们可以使用的房屋。
我立即感觉到Stretch的确与众不同，这很有意义。”她说。“它安全且轻巧，您可以将其放在汽车的后座上。” 对于Cakmak而言，Stretch的规模在于能否轻松将机器人带到她想进行研究的地方与不可以。
成本也是一个因素，因为更便宜的机器人对她的学生意味着更多的访问权限。“我以18万美元的价格买到了翻新的PR2，” Cakmak说。“为了那个原因，“我立即感觉到Stretch截然不同。它既安全又轻巧，您可以将其放在汽车的后座上。我以180,000美元的价格购买了翻新的PR2。为此，有了Stretch我可以有10个！”
华盛顿大学的玛雅。
当然，如果便携式机器人自身的能力不足以完成您需要做的事情，那么它对您没有任何好处。为了小尺寸和低成本，拉伸当然是功能上的折衷方案，但是基于Edsinger建造机器人的经验和Kemp在家中操作机器人的经验，这是经过深思熟虑的折衷方案。
例如，大多数移动操纵器实质上是移动基座上的多自由度臂。相反，Stretch利用其带轮底座在水平面上移动手臂，这种方式（大多数情况下）与手臂上的一个或两个额外的自由度一样有效，同时大大节省了重量和成本。同样，Stretch几乎完全依赖于一个传感器，即英特尔实感D435i摆在云台上，使其活动范围广。
RealSense可以用作导航摄像机，操纵摄像机，3D映射系统等。对于可能涉及精细操作的任务来说，它并不会那么好，但是大多数情况下，它是完全可行的，您可以节省成本和复杂性。
舒展性得到了无情的优化，使其成为在家庭或工作场所环境中进行移动操作的绝对最低限度的机器人。在实践中，这意味着要弄清楚Stretch能够做到的绝对必要的条件。着重于操纵，这意味着定义机器人的工作空间，或它可以有效到达的区域。“
那是我们真正必须坚持的一件事，”埃辛格说。“可达到性。” 他解释说，可及性和较小的移动基础往往不会一起使用，因为机器人手臂（往往很重）会导致一个小的基座倾翻，尤其是当它们在握住有效载荷的情况下移动时。
同时，Stretch需要能够访问工作台面和地板，同时能够伸出足够远的空间来搬运人们的东西而不必紧挨着他们。为了提出可以满足所有这些要求的产品， Edsinger和Kemp着手重新发明机器人手臂。
Stretch的关键创新：可伸展的手臂
他们提出的设计在其简单性和效果方面颇具匠心。Edsinger解释说，该手臂由五个伸缩连杆组成：一个固定连杆和四个移动连杆。它们由定制的碳纤维制成，并由单个电机驱动，该电机连接到机器人的垂直杆上。
结实轻巧的结构使手臂可以延伸 超过半米，并可以支撑1.5公斤的重量。
一个lthough公司拥有的设计申请专利，Edsinger拒绝透露是否将链接通过带，电缆或齿轮驱动。“我们不想透露太多有关驱动机构的秘密信息。”
他补充说 手臂是“机器人想要获得的期望范围，紧凑性，精度，平滑度，力敏感度和低成本共存的机器人上最重大的工程挑战之一。”
你好机器人的拉伸机器人及其抓爪
Stretch的手臂由五个由定制碳纤维构成的伸缩连杆组成，并由单个电机驱动，该电机连接到机器人的垂直杆上，从而最大程度地减少了重量和惯性。手臂的伸手可及的距离超过半米，最多可容纳1.5公斤。
Stretch的另一个有趣特征是它与世界的接口-抓手。那里有无数种不同的抓手设计，每种抓手设计最能抓握某些特定的事物子集。但是，为您在家中发现的所有东西制作通用的抓手非常困难。
理想情况下，您需要某种大规模的实验测试程序，其中成千上万的人长时间在家中测试不同的夹具设计，然后告诉您哪种方法效果最好。显然，这对于机器人初创公司来说是不切实际的，但是坎普意识到其他人已经在为他开展这项研究：亚马逊。
他告诉我们：“我有这样的想法，残疾人可以使用这些辅助抓取器来抓取现实世界中的物体。” 肯普（Kemp）在亚马逊的网站上浏览了排名前10位的抢夺者以及成千上万用户的评论。然后，他购买了一堆不同的产品并开始对其进行测试。
他说：“这个（Stretch的抓手），我几乎没有订购，这看起来真是太奇怪了。” “但是它在亚马逊上获得了好评，哦，天哪，它吹走了其他抢夺者。我当时就是这样。就是这样。”
Stretch的远程操作和自主功能
就像任何打算在结构化环境之外使用的机器人一样，硬件只是故事的一部分，并且可以说甚至不是最重要的部分。为了使Stretch能够在熟练的机器人专家的监督下进行操作，它必须易于控制或自主。理想的情况是两者兼而有之，这就是Hello Robot正在努力的方向，尽管事情并非以这种方式开始的，Kemp解释说。“
从极简主义的角度来看，我们首先想到的是这将是一款遥控机器人。但是最后，您只是没有以这种方式获得机器人的真正力量，因为您与做某事的人息息相关。就我们所进行的努力而言，对于这种系统而言，自治确实是未来的重要组成部分。”
这是一些Stretch的远程操作功能。有人告诉我们，Stretch非常容易直接使用，尽管Hello Robot的这段远程操作视频看起来像是一个熟练且经验丰富的用户：
对于这样一个低成本的平台，自治性（即使在这个早期阶段）尤其令人印象深刻：
由于从视频中还不能完全清楚到底什么是自治的，所以以下是坎普发送给我们的一些更复杂的行为的简要摘要：
抓取物体： Stretch使用其3D相机通过虚拟俯视图找到最近的平面。然后，它将表面上的大量斑点分割开。它在此虚拟俯视图中选择最大的Blob，并为其选择一个椭圆。然后，它生成一个利用椭圆的中心以及长轴和短轴的抓取计划。
制定计划后，Stretch会调整其抓取器的方向，移至抓握前的姿势，移至抓取姿势，根据估计的对象宽度关闭其抓取器，提起并缩回。
映射，导航并到达3D点： 这些演示都使用FUNMAP（快速统一导航，操作和计划）。这都是新颖的自定义Python代码。甚至通过摇动3D摄像机四处进行的单次头部扫描，都可以很好地呈现Stretch周围的3D图像，其中包括附近的地板。
对于机器人来说，这是令人惊讶的不寻常之处，因为机器人的相机通常过低，无法在人类环境中看到许多有趣的事物。映射时，Stretch以非平凡的方式选择下一个要扫描的位置，该方式考虑了诸如先前观测的质量，预期的新观测和导航距离等因素。
Stretch为达到目标3D点所使用的计划已针对导航和操纵进行了优化。例如，它找到了一个最终的机器人姿势，该姿势可以为Stretch提供较大的操纵空间， 对象切换：这是对象切换 的简单演示。伸展运动执行笛卡尔运动，以使用良好的运动启发法将其抓手移动到相对于身体的位置，这是将手臂伸展到最后一步。
由于Stretch的设计，这些简单的动作效果很好。它仍然使我感到惊讶，它如何将物体很好地移动到我身体附近的舒适位置，以及它的引人注目。相对于使用深度学习模型（见RViz可视化视频中显示）估算的附着在人嘴上的3D框架，指定了目标点。具体而言，“拉伸”将切换目标定在3D点，该点位于嘴的估计位置以下20 cm处，并沿到达方向25 cm。
这些自主功能中的大部分直接来自Kemp的实验室，该演示代码可供任何人使用。（Hello Robot说，Stretch的所有软件都是开源的。）
你好机器人首席执行官亚伦·埃辛格（Aaron Edsinger）和拉伸机器人
Hello Robot联合创始人兼首席执行官Aaron Edsinger说，Stretch旨在与家庭和工作场所的人们一起工作，并且可以进行遥控操作以完成各种任务，包括捡拾玩具，从干衣机中取出衣物以及与孩子们玩游戏。
到目前为止，Stretch非常是一个研究平台。您将在从事研究工作的研究实验室中看到它，并希望在家庭和商业空间中看到它，但仍在专业机器人专家的监督下。但是，您可能已经猜到了，Hello Robot的视野要比这大得多。“我们想要产生的影响是通过对社会人们有帮助的机器人来实现的，”埃辛格说。
“我们主要考虑家庭环境，但可能在医疗保健或其他地方。但是我们确实希望我们的机器人具有影响力和实用性。对我们来说，有用是令人兴奋的。” 肯普补充说：“我个人有偏见，但我们真的希望这项技术能使老年人和看护人受益。与其创建专门的辅助设备，
Edsinger和Kemp现在都不会再说更多了，他们非常清楚为什么-他们在提高期望方面一直保持谨慎，因为过去几年来其他一些 机器人公司发生了什么。没有风险投资的资助（Hello Robot目前正在自我引导成立），Stretch完全根据自己的优点出售。
到目前为止，它似乎正在工作。拉伸机器人已经在六个研究实验室中，我们期望随着今天的发布，我们将开始更频繁地看到它们。