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在巴伐利亞州的一個小村莊，Mathias Hubrich正在制造旨在代替人類執(zhí)行危險任務(wù)的遙控機(jī)器人。現(xiàn)在，機(jī)器人也被用作教輔工具，因為西門子控制系統(tǒng)使之成為了學(xué)習(xí)自動化技術(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。這個風(fēng)景如畫的靜謐之所，在其樸實無華的外表之下，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)。一個夏日清晨，在一張因陋就簡的工作臺前，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，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。它看起來有點像早期的火星探測器，只是少了那些精巧的上部結(jié)構(gòu)。事實上，正是曾于1997年登陸火星的Sojourner探測器，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，信號傳輸時間長達(dá)7分鐘，而裝卸貨臺前的這輛小車，則能隨著Hubrich每次劃動拇指而立即作出響應(yīng)。這個機(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)泡沫時期，時任一家互聯(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。然而，這些計劃終成泡影，因為潛在投資者不愿涉足其中。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。其中一個機(jī)器人裝配一個用于連接旋轉(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，可在工廠通風(fēng)井內(nèi)自主行進(jìn)，清除灰塵和油脂。試驗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，積垢厚實的受試通風(fēng)井煥然一新。

在Hubrich的會議室里，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。”操作該系統(tǒng)時，農(nóng)夫只要走到手推車旁，就能開動起來，沿途收拾馬糞。Hubrich指出，“這令該任務(wù)用時縮短了三分之一。”

未來，兼業(yè)務(wù)農(nóng)市場有望成為Roboterwerk公司的主營市場之一。盡管牧場上草木蔥蘢，但當(dāng)?shù)卦S多農(nóng)戶卻更愿意把奶牛圈養(yǎng)在牛棚里，因為這能減輕農(nóng)活。正因如此，這種來自Chieming的自動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*的鏈?zhǔn)絺鲃友b置、兩個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，如感應(yīng)傳感器發(fā)射的信號，這些信號能讓機(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，這些信號旨在檢測機(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PLC進(jìn)行精心編程，以確保機(jī)器人按規(guī)定要求動作。為此，Manuel Wentenschuh啟用了西門子的TIA博途（全集成自動化）平臺。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)指令能通過計算機(jī)鼠標(biāo)操作，簡便地完成輸入和測試。該系統(tǒng)面向?qū)I(yè)人士，但工程師僅需幾個小時培訓(xùn)，就能開始創(chuàng)建簡單的指令序列。

1996年，西門子首次發(fā)布TIA。2009年，西門子再度推出一個便捷的軟件環(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（全集成自動化）平臺，將過去彼此獨(dú)立的三個軟件模塊并入一個統(tǒng)一的用戶界面。這些模塊包括一個控制配置系統(tǒng)、一個用戶界面設(shè)計工具（目前也可支持觸屏操作）和一個驅(qū)動參數(shù)整定工具。

西門子工業(yè)自動化集團(tuán)市場營銷經(jīng)理Carsten Meier表示，“TIA博途有點像微軟辦公室軟件。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)時先河， Meier說：“在我們的競爭對手中，沒有哪家能提供可與之媲美的平臺。”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博途還允許用戶對老舊硬件進(jìn)行編程。

Mathias Hubrich最近承接的項目是DRIEM2 （德語“確保移動操縱器*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)和因戈爾施塔特應(yīng)用科學(xué)大學(xué)合作，為德國研究部開發(fā)一個半自動化機(jī)器人。該機(jī)器人將被用于諸如測定污染物等安全應(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的會議室里有兩個Forbot A4機(jī)器人。其中一個依然沒有裝配上部結(jié)構(gòu)，而另一個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。從2013/2014年冬季學(xué)期開始，這個任務(wù)將由學(xué)生來完成。實習(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，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)會了對市場*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，因為大多數(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。他開設(shè)了一門將Forbot A4機(jī)器人用于教學(xué)的課程。他說，一個困難在于，可編程控制裝置的工作原理是，實時系統(tǒng)采用時鐘周期，同時按規(guī)定時間間隔詢問傳感器。許多人都不習(xí)慣這一點，因為這種方式與許多計算機(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，他們在寓教于樂中掌握了相關(guān)知識。”