小弹壳 发表于 2020-3-17 17:05:55

研发医用关节型机器人的一点思考

本帖最后由 小弹壳 于 2020-3-18 13:18 编辑

    中午准备休息,想起了这个招聘的帖http://www.jixietop.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=30536&extra=。突然联想到了本科毕设做过和这个类似的课题——三轴关节型机器人的设计和仿真。那会14年机器人这类概念还挺火,当时也深受八爷的影响,想做一做和数学能粘上边的东西,直观感受一下数学在机械中怎么应用的。

   整个过程大概是这样:花半年多学习了克拉克的机器人学导论,对比参照人体的“腰”、“肩关节”、“肘关节”
在Soildworks先进行实体建模,再根据书中推导的三轴关节型的运动学控制方程,把机器人的“手”的目标轨迹X(t)分解成三个关节的转角theta_1(t)、theta_2(t)、theta_3(t),其中t是时间。,然后在Soildworks的实体模型个关节添加马达,分别按照各自转角转动,即可达到轨迹规划的效果。
当时的目标轨迹是空间中一个矩形,仿真结果大致也是矩形,但是在矩形转角处存在着震荡,有些小曲线干扰。结合运动学控制方程分析,应该因为只做了轨迹规划,没有做速度规划,所以在“手”在矩形一边快要走完时,速度不为0,因为惯性“手”冲了出去。当时要改进再加上速度规划的话,应该还要在列出这个模型的动力学模型,当时书上还提到了力/力矩控制,猜想这个应该在焊接机器人、写字机器人中用的到。
      不禁想到朋友这个项目,个人从几个方面粗略分析一下,也顺便看看需要哪方面的知识或经验:

1.数学建模
      手术机器人空间对轨迹精度要求很高,运动学和动力学控制方程必须要建立。对于串联三轴关节型运动学方程还比较简单,但是多加一个轴,
变换矩阵多一维(印象中),六轴的就是多了三维,而且动力学方程比运动学方程更复杂。所以光是数学建模就很费事,但不能少,这是根。

2.控制系统
      模型建好了,下来就是怎么去实现模型。用电机控制关节的话,就要对控制电机非常懂了,从控制器、电机到输出轴这一套系统,转角精度、
响应时间等等该怎么控制才能达到理想的要求,应该也很难。
      而且操作手术外科机器人是人一边操作,机器人同时跟随运动,还要达到高精度、响应时间的要求,这个应该是技术难点了。
3.操作系统
      计算能力。进行每一时间步的解耦运算,都要求处理器能快速求解大量的矩阵(求逆)运算及其他数学运算。
      管理界面之类的,这个应该比较简单吧,需要程序员。

4.制造
      制造过程不懂,客户买来这样一台高价的外科手术机器人,肯定寿命要长吧,况且是医用,材料是不是还需要符合相关标准。
5.安装调试
      安装调试很关键,做不好前面的努力全白费。记得大学参加的工程综合能力竞赛,小组安装调试出来的东西,不同的人调试出来的效果差的特别大,
      对于朋友的机器人来说更是如此。所以还得找到懂加工,安装、调试的人,而且这种调试肯定比一般工业机器人要求高很多。

      综上分析下来个人觉得这个研发难度还是很大的,在国内应该很难能把符合条件的人(会数学建模、高精度的电气控制、高水平的安装调试)都招聘到。而且这个是初创团队,虽有钱但一些大佬可能不会愿意去专职参加。我的想法是把数学建模、电气控制分割,外协出来,看哪位坛友能接下,双方签协议,这样对双方风险都小。具体操作不论。
胡思乱想写了一点,灌了灌水还望海涵哈哈。



回火马氏体 发表于 2020-3-17 19:29:03

盈利太难了,我实习的公司,每年还能卖出一两百台机器人呐,还是每年都在赔钱。

老板雇了一堆应届生,来弄自己的产品,没人带着,走了超多弯路。

听着员工学历很牛X,但是没经验也白搭。

你要问为啥不雇有经验的人?我也不知道。

机器人核心零部件基本都是外国货,maxon电机和驱动啥的,一套大几千块。

算法就是在国外开源算法上面改改(别问我为啥知道,俺就是搞这块的)

寂静回声 发表于 2020-3-17 17:11:08

请大佬,8爷已经说了,必须配备大量的侉子,大佬只出方案,完事就颠了。
然而初创公司,既请不来大佬,更不能雇大量侉子。

wf2725864 发表于 2020-3-17 18:51:01

我硕士就是学机器人机构学的

回火马氏体 发表于 2020-3-17 19:15:07

俺也在这类初创企业待过,研发人员基本996。

别问我为啥知道,我就在这类公司里面实习了两年。

我刚去的时候,公司刚成立一年,同事里面名校云集,不是985就是英美日的海龟,

两年之后,老员工能跑的基本跑完了。

有的老员工在离职的时候还和老板闹矛盾,闹到了劳动仲裁的地步(具体我也不懂,因为我只是一个实习生,听别的同事说的)

狐飞 发表于 2020-3-17 19:23:24

没有技术沉淀,用钱砸,平地盖楼,所以这样的初创公司能走多远,不好说,所以两年散伙正常。

马赛克 发表于 2020-3-17 19:38:48

天真了,搞研究弄出个一两台没问题,想商业化实现盈利太难了,而且现在的机器人行业泡沫很大。别问我为什么,因为我就在某著名外资机器人公司呆过。

数学有啥用 发表于 2020-3-17 20:13:03

本帖最后由 数学有啥用 于 2020-3-17 20:14 编辑

外科手术关节型机器人?不懂:D
闲扯淡下,大家应该都看过普罗米修斯吧?里面女主自己给自己剖腹产的那个设备着实厉害,哈哈,不知道现实中有没有这样的设备?
我感觉医用机器人是一个很大很大的方向,前景很好,但是实现的道路是漫长又曲折的,就跟AI一样。要精确性,可靠性,可能还要“智慧”性。

姜戈 发表于 2020-3-18 10:02:11

回火马氏体 发表于 2020-3-17 19:29
盈利太难了,我实习的公司,每年还能卖出一两百台机器人呐,还是每年都在赔钱。

老板雇了一堆应届生,来弄 ...

想了解一下,大侠实习的公司是哪一家?
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