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在巴伐利亞州的一個(gè)小村莊，Mathias Hubrich正在制造旨在代替人類執(zhí)行危險(xiǎn)任務(wù)的遙控機(jī)器人?，F(xiàn)在,，機(jī)器人也被用作教輔工具，因?yàn)槲鏖T子控制系統(tǒng)使之成為了學(xué)習(xí)自動(dòng)化技術(shù)的理想教具,。

Mathias Hubrich采用西門子軟件讓他的Forbot A4具備人工智能,。

俗諺有云：“人不可貌相,，海水不可斗量”。用這句話來形容巴伐利亞州南部城鎮(zhèn)Chieming-Hart,，真是再合適不過了,。這座有4715位居民的小鎮(zhèn)擁有一座教堂、一家酒館,、幾排整潔的房屋,，以及由一棟曾用于開辦銀行的建筑物改造而成的小倉庫和裝卸貨臺(tái)及數(shù)間辦公室,。不過,，這棟建筑物既不是倉庫也不是銀行。這個(gè)風(fēng)景如畫的靜謐之所,，在其樸實(shí)無華的外表之下,，隱藏的竟是一座聽起來有些匪夷所思的機(jī)器人工廠。

樓前街上,，人少車稀,。在這里，Mathias Hubrich一手創(chuàng)建了這家名為Roboterwerk有限公司的機(jī)器人制造企業(yè),。一個(gè)夏日清晨,，在一張因陋就簡(jiǎn)的工作臺(tái)前，他正專心致志地在蘋果電腦上埋頭苦干,。Hubrich和他公司的兩名工程師Arno Klüglein和Manuel Wentenschuh的家就在鎮(zhèn)上,。此時(shí)，他倆正在樓內(nèi)進(jìn)行裝配和焊接工作,。Hubrich說：“許多人都從慕尼黑搬到了郊外,。”他很高興的是，這個(gè)地區(qū)不乏技能嫻熟的工人,。

他拿起iPhone,，隨著他的拇指劃過屏幕，一輛六輪車立即開始移動(dòng),。它看起來有點(diǎn)像早期的火星探測(cè)器,，只是少了那些精巧的上部結(jié)構(gòu)。事實(shí)上,，正是曾于1997年登陸火星的Sojourner探測(cè)器,，激起了Hubrich從事機(jī)器人制造的興趣。當(dāng)然,，在地球上,，控制機(jī)器人容易得多。從地球到火星,，信號(hào)傳輸時(shí)間長達(dá)7分鐘,，而裝卸貨臺(tái)前的這輛小車,，則能隨著Hubrich每次劃動(dòng)拇指而立即作出響應(yīng)。這個(gè)機(jī)器人可以左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn),、前進(jìn)后退,，還能原地打轉(zhuǎn)。因其尺寸正好跟一張A4打印紙一樣大,，而取名為“Forbot A4”,，它可以立即執(zhí)行每條指令。雖然小巧玲瓏,，這輛車甚至能夠爬上山丘,，并能暢通無阻地穿過茂密的草叢。

互聯(lián)網(wǎng)泡沫時(shí)期,，時(shí)任一家互聯(lián)網(wǎng)公司*執(zhí)行官的Hubrich開發(fā)了他的*批概念機(jī)器人Robopark和Roboplay,。這些裝置瞄準(zhǔn)的對(duì)象是想要通過互聯(lián)網(wǎng)控制真正的機(jī)器人的電子游戲玩家。Hubrich還打算將這些機(jī)器人用于公司活動(dòng),。然而,，這些計(jì)劃終成泡影，因?yàn)闈撛谕顿Y者不愿涉足其中,。相反,，這些系統(tǒng)引起了德國的注意。從2004年起,，Roboterwerk公司便定期為德國開展研究項(xiàng)目,。Forbot A4是這些早期概念機(jī)器人的后代；其他大型機(jī)器人尚在車間裝配之中,。其中一個(gè)機(jī)器人裝配一個(gè)用于連接旋轉(zhuǎn)刷和真空吸塵器吸嘴的底座,。該機(jī)器人經(jīng)專門設(shè)計(jì)，可在工廠通風(fēng)井內(nèi)自主行進(jìn),，清除灰塵和油脂,。試驗(yàn)過程中拍攝的照片表明，該系統(tǒng)非常有效,。經(jīng)它清掃之后,，積垢厚實(shí)的受試通風(fēng)井煥然一新。

在Hubrich的會(huì)議室里,，有一輛輪子上配備了電機(jī),、手柄上安裝了操縱桿的手推車。Hubrich說：“我們用這輛手推車來清掃圍場(chǎng),。”操作該系統(tǒng)時(shí),，農(nóng)夫只要走到手推車旁，就能開動(dòng)起來，沿途收拾馬糞,。Hubrich指出,，“這令該任務(wù)用時(shí)縮短了三分之一。”

未來,，兼業(yè)務(wù)農(nóng)市場(chǎng)有望成為Roboterwerk公司的主營市場(chǎng)之一,。盡管牧場(chǎng)上草木蔥蘢，但當(dāng)?shù)卦S多農(nóng)戶卻更愿意把奶牛圈養(yǎng)在牛棚里,，因?yàn)檫@能減輕農(nóng)活,。正因如此，這種來自Chieming的自動(dòng)駕駛手推車或許也能讓奶牛過得更加快樂,。

數(shù)字化大腦,。開發(fā)者Arno Klüglein揭開了一輛Forbot A4的蓋子。在將該機(jī)器人與其iPhone連接起來的無線局域網(wǎng)天線的下方,，是一個(gè)*的鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)裝置,、兩個(gè)充電電池組和一捆五顏六色的線纜。在所有這些組件的中間,，是一個(gè)灰色的小盒子，上面印有西門子公司徽標(biāo),。大多數(shù)線纜都匯接到這個(gè)小盒子上,，它就是充當(dāng)機(jī)器人“大腦”的可編程邏輯控制器（PLC）。它負(fù)責(zé)采集傳感器信號(hào),，如感應(yīng)傳感器發(fā)射的信號(hào),，這些信號(hào)能讓機(jī)器人在工廠內(nèi)沿著鋁條行進(jìn)；或者激光掃描器發(fā)射的信號(hào),，這些信號(hào)旨在檢測(cè)機(jī)器人周圍是否存在障礙物,。線纜的另一端連接電機(jī)。共有8條輸入線和10條輸出線,。

必須對(duì)PLC進(jìn)行精心編程,，以確保機(jī)器人按規(guī)定要求動(dòng)作。為此,，Manuel Wentenschuh啟用了西門子的TIA博途（全集成自動(dòng)化）平臺(tái),。該軟件允許工程師定義控制系統(tǒng)的行為。盡管該軟件配備一個(gè)用于輸入隱含程序代碼的可選窗口,，但大多數(shù)指令能通過計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)操作,，簡(jiǎn)便地完成輸入和測(cè)試。該系統(tǒng)面向?qū)I(yè)人士,，但工程師僅需幾個(gè)小時(shí)培訓(xùn),，就能開始創(chuàng)建簡(jiǎn)單的指令序列。

1996年，西門子*發(fā)布TIA,。2009年,，西門子再度推出一個(gè)便捷的軟件環(huán)境，以及新的S7-1200控制系統(tǒng)——Forbot A4也使用了該控制系統(tǒng),。2010年,，西門子推出TIA博途（全集成自動(dòng)化）平臺(tái)，將過去彼此獨(dú)立的三個(gè)軟件模塊并入一個(gè)統(tǒng)一的用戶界面,。這些模塊包括一個(gè)控制配置系統(tǒng),、一個(gè)用戶界面設(shè)計(jì)工具（目前也可支持觸屏操作）和一個(gè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)整定工具。

西門子工業(yè)自動(dòng)化集團(tuán)市場(chǎng)營銷經(jīng)理Carsten Meier表示,，“TIA博途有點(diǎn)像微軟辦公室軟件,。雖然像Word和Excel這樣的應(yīng)用程序執(zhí)行的任務(wù)各不相同，但它們能相互協(xié)作,，并且操作方式相同,。”此外，TIA 博途采用涵蓋所有功能的單一用戶界面,。這正是它被命名為“博途”的原因,。它不僅在當(dāng)時(shí)先河，至今依然,。Meier說：“在我們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手中,，沒有哪家能提供可與之媲美的平臺(tái)。”S7-1200和S7-1500的問世,，確保先前的S7系列控制系統(tǒng)仍然有用武之地,。西門子歷來重視保護(hù)客戶投資，因此,，TIA博途還允許用戶對(duì)老舊硬件進(jìn)行編程,。

Mathias Hubrich近承接的項(xiàng)目是DRIEM2 （德語“確保移動(dòng)操縱器*可靠”的首字母縮寫）。目前,，Roboterwerk公司正在與慕尼黑工業(yè)大學(xué)和因戈?duì)柺┧貞?yīng)用科學(xué)大學(xué)合作,，為德國研究部開發(fā)一個(gè)半自動(dòng)化機(jī)器人。該機(jī)器人將被用于諸如測(cè)定污染物等安全應(yīng)用,。

Birgit Vogel-Heuser是慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）的自動(dòng)化與信息系統(tǒng)學(xué)教授,，她將該機(jī)器人的前身放在辦公室里。該裝置采用的是20世紀(jì)90年代的技術(shù),，操作起來很費(fèi)勁,。她說：“DRIEM2得到了大幅改進(jìn)。”原來的機(jī)器人是用作掃雷器,。Vogel-Heuser與Hubrich的相識(shí)正是始于該機(jī)器人,，在Hubrich的引介下，Vogel-Heuser了解到來自Chieming-Hart的大型機(jī)器人和小巧的A4機(jī)器人。

教室里的機(jī)器人,。Vogel-Heuser的會(huì)議室里有兩個(gè)Forbot A4機(jī)器人,。其中一個(gè)依然沒有裝配上部結(jié)構(gòu)，而另一個(gè)則配備了傳感器和執(zhí)行器,，能夠避免撞上障礙物或從桌邊跌落,。然而，只有在其控制系統(tǒng)得到正確編程的情況下,，該裝置才能做到這一點(diǎn),。從2013/2014年冬季學(xué)期開始，這個(gè)任務(wù)將由學(xué)生來完成,。實(shí)習(xí)期間,，學(xué)生必須訓(xùn)練機(jī)器人，以完成特定任務(wù),，譬如,，沿著一條波浪形線路行進(jìn)。Vogel-Heuser表示,，雖然采用樂高公司的Mindstorms機(jī)器人也能做到這一點(diǎn),，但這些系統(tǒng)不支持傳統(tǒng)控制技術(shù)。她說：“借助工業(yè)技術(shù),，我們的學(xué)生掌握了解決問題的方法,。”

學(xué)生們還學(xué)會(huì)了對(duì)市場(chǎng)*西門子公司出品的控制系統(tǒng)進(jìn)行編程。不僅慕尼黑工業(yè)大學(xué)的培訓(xùn)機(jī)器人使用了這些系統(tǒng),，學(xué)生們畢業(yè)以后將在工作中用到的機(jī)器，也有80%以上使用了這些系統(tǒng),。甚至自動(dòng)飲料售貨機(jī)也使用了這些系統(tǒng),。從一開始，學(xué)生就在使用TIA博途平臺(tái),，因?yàn)榇蠖鄶?shù)企業(yè)都已經(jīng)用它取代老式編程工具,。

Vogel-Heuser任教院系的博士研究生Jens Folmer表示，大多數(shù)學(xué)生都能順利自如地使用TIA博途平臺(tái),。他開設(shè)了一門將Forbot A4機(jī)器人用于教學(xué)的課程,。他說，一個(gè)困難在于,，可編程控制裝置的工作原理是,，實(shí)時(shí)系統(tǒng)采用時(shí)鐘周期，同時(shí)按規(guī)定時(shí)間間隔詢問傳感器,。許多人都不習(xí)慣這一點(diǎn),，因?yàn)檫@種方式與許多計(jì)算機(jī)程序所用的過程式編程技術(shù)相互沖突。他說：“不過，我們的學(xué)生很快就領(lǐng)悟了其中的竅門,。得益于這些機(jī)器人,，他們?cè)谠⒔逃跇分姓莆樟讼嚓P(guān)知識(shí)。”