CN110325328A

CN110325328A - 机器人

Info

Publication number: CN110325328A
Application number: CN201780085831.5A
Authority: CN
Inventors: T·M·拉森; W·J·艾伦
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2017-04-06
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2019-10-11
Also published as: EP3551395A1; US20200147793A1; EP3551395A4; WO2018186864A1

Abstract

一些示例包括操作机器人的方法，包括接收针对机器人的任务分配，发起与执行任务分配的机器人相关联的操作序列，感测在机器人的第一位置处对操作序列的中断事件，中断操作序列，参考帮助资源的数据库，从帮助资源的数据库中确定可用帮助资源，从数据库中选择可用帮助资源，以帮助解决在第一位置处的中断事件，向所选择的可用帮助资源传输请求帮助的通信以在第一位置处帮助，感测何时中断事件已经解决，以及从中断事件恢复操作序列。

Description

机器人

背景技术

机器人是能够自动执行一系列动作的机器。机器人设备可用于多用途应用中，诸如例如在工业、消费者和军事应用中。机器人可以与其他电子设备或人类进行交互。

附图说明

图1是根据本公开的方面的机器人的示意图；

图2是根据本公开的方面的可与图1的机器人一起使用的机器人系统的示意图；

图3是根据本公开的方面的机器人系统的另一个示意图；

图4图示根据本公开的方面的操作机器人的示例方法的流程图；

图5图示根据本公开的方面的操作机器人系统的另一个示例方法的流程图。

具体实施方式

在以下详细说明中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了其中可以实践本公开的具体示例。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他示例并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，以下详细描述不应视为是具有限制意义的，并且本公开的范围由所附权利要求来限定。应当理解，除非另外特别说明，否则本文描述的各种示例的特征可以部分地或全部地彼此组合。

示例提供了包括机器人的机器人系统及操作其的方法。机器人和机器人系统可以在许多应用中为人类提供帮助。在一些示例中，机器人设备可以感测环境和周围环境并对其做出反应，以完成分配的任务以帮助人类。任务可以是适合于使用机器人设备执行的任何任务，其使用在操作序列中执行的一组动态动作来实现目标。例如，任务可以涉及通过受控或不受控制的环境进行操纵。当机器人移动到可能会挤满障碍物和移动人员的更加不受控制的环境中时，可能会遇到超出机器人能力的情形。在一些情况下，机器人可能具有有限的移动性或功能，并且在完成任务时来自人类的帮助可能是有帮助的。在人类执行与机器人无关的任务的同时，与一个或多个人类进行通信以得到帮助可能会给人类造成混乱。期望选择性地将帮助请求传达给可用且最适合的人类去帮助机器人，以便对一组人造成的混乱最小。

根据本公开的方面，机器人可以包括当确定机器人由于障碍或中断事件而不能成功完成任务时从其他人请求帮助的能力。例如，对操作序列的中断事件可以是物理障碍或屏障、编程限制、感知限制或者产生对机器人10的性能的中断的其他事件。机器人或机器人系统可以向附近或远处的人类发出信号以得到帮助，如果确定机器人否则无法完成任务的话。通过向人类寻求帮助，机器人可以执行比机器人在没有帮助的情况下可执行的更广泛范围的任务。当机器人遇到中断对所分配任务的操作序列的情形时，人类-机器人交互(例如，机器人工作的人类增强)可能就是有用的。但是，请求帮助的机器人可能会中断执行其他任务的人类。根据本公开的方面，机器人可以利用来自人的帮助来高效且经济地完成各种任务，而同时通过选择性地请求帮助来最小化对人类的中断。通过一起工作，人类机器人可以使用互补优势来完成任务。

图1是根据本公开的方面的机器人10的示意性图示。机器人10包括通信模块12、控制模块14、至少一个传感器16和移动性机构18。机器人10可以是适合于在期望环境中操作并执行所分配的任务的任何机器人设备。机器人10可以是自主的、以高自主度执行行为或任务、或半自主的。机器人10可以是能够在包括陆地上、水中、空中、空间中等环境中操作的任何类型的移动的或固定位置的机器人设备。例如，机器人10可以是无人机(drone)、无人驾驶车辆或机器人设备的任何其他配置，其可以执行复杂的一系列动作，并且不限于特定的形式或功能。机器人10可以以全自动的方式和/或如由人类或其他帮助资源增强的那样执行与任务分配相关的操作序列或一组子任务，如下面进一步描述的。

移动性机构18通过环境以及通过与执行任务分配的机器人10相关联的操作序列实现机器人10的移动。在一个示例中，机器人10的移动性机构18包括至少一个驱动马达，其可操作以推动机器人10穿过环境中的表面，诸如地板。移动性机构18可包括轮子、辊、螺旋桨、气动操作器或其他合适的机构，以为机器人10提供通过环境或在环境内的移动性和移动来完成任务。在一个示例中，移动性机构18可以包括多连杆操纵器，以提供机器人10的选择部分的移动，从而操纵物体来完成任务。例如，移动性机构18可以实现机器人10通过陆地、空气或水的环境以及在其内的移动。

机器人10包括适当的传感器16，以帮助机器人10完成预期应由机器人10执行的一组任务。机器人10包括至少一个传感器16，并且可包括一个或多个相同或不同类型的传感器。至少一个传感器16可以辅助机器人10导航通过环境并操纵物体。传感器16还可用于辅助机器人10与物体和人类交互。有助于机器人10与物体和人类交互的传感器16在例如其中物体和人类不是静止的动态环境中可能是有用的。机器人10可以采用传感器16来基于传感器16感测到的周围和内部情形而自主地行动。传感器16的示例可以包括但不限于感测设备，诸如摄像机、麦克风、触摸传感器、加速度传感器、电池传感器、全球定位传感器、雷达、惯性测量设备、化学传感器、冲击或振动传感器。也可以采用其他类型的传感器16。在一个示例中，第一传感器16_a可以感测中断完成所分配的任务所采用的操作序列的事件或障碍物，并且第二传感器16_b可以感测何时中断事件已经被解决。在一个示例中，第一和第二传感器16_a、16_b是相同的传感器16。传感器16可以辅助机器人10感测环境以便导航、对环境做出响应并高效地利用帮助资源。

控制模块14可以提供对移动性机构18的移动的控制。控制模块14包括存储指令的存储器20和执行指令的处理器22，以便执行与执行任务分配的机器人10相关联的事件序列。处理器22可以连同为通信模块12和传感器16提供接口一起通过执行在完成所分配的任务中有用的操作序列来控制机器人10的操作。处理器22可以执行指令以响应于感测到的中断事件来中断操作序列。

通信模块12可以接收与分配给机器人10以执行的任务分配有关的指令。在一个示例中，通信模块12可以通过无线通信接收指令。通信模块12可以被采用以传输由传感器16感测的数据、音频和视频中的至少一个，如下面进一步讨论的。

图2是根据本公开的方面的可与图1机器人10一起使用的机器人系统30的示意图。机器人系统30包括存储器32、处理器34、通信系统36和数据库38。机器人系统30的示例被采用于管理(例如，存储、检索、创建、操纵、组织、呈现等)数据和与一个或多个机器人10的任务分配有关的通信，如下面进一步描述的。

存储器32可用于存储要分配给一个或多个机器人10的多个任务分配。处理器34可处理任务分配以选择并指示机器人10执行与任务分配相关联的操作序列。可以根据所分配的任务、中断事件和环境周围在系统30的处理器34和/或机器人10的处理器22处定义和细化操作序列。

通信系统36可以接收和发射与处理器34和机器人10的通信模块12之间的任务分配有关的数据。通信系统36可以将与执行操作序列有关的数据传送给机器人10。在一些示例中，通信系统36可以与关联于帮助资源的网络设备(未示出)通信，用于接收用于帮助解决对任务分配的中断事件的通信请求。在一个示例中，单独的网络设备与每个帮助资源相关联，并且通信可以经由应用程序、电子邮件、文本或到网络设备的其他电子通信。可替换地或附加地，机器人10可以发出音频或视觉通信。

数据库38包括与帮助资源相关联的信息。与帮助资源相关联的信息被输入到数据库38中并自动或通过用户输入进行修改。处理器34可以确定来自数据库38的可用帮助资源，并从数据库38中选择(一个或多个)可用帮助资源以帮助解决中断事件。数据库38可以跟踪(一个或多个)帮助资源对中断事件的响应。处理器34可以修改与帮助资源对中断事件的响应有关的信息以供存储在数据库38中。

图3是根据本公开的方面的另一个机器人系统40的另一个示意图。系统40包括机器人10、机器人系统30和帮助资源50。虽然仅图示了一个机器人10、机器人系统30和帮助资源50，但应注意，也可以采用多个。在一个示例中，帮助资源50可以包括人类和/或其他机器人设备。帮助资源50可以包括一组至少一个可用帮助资源，并且可以包括不可用帮助资源。可用帮助资源可以成为不可用帮助资源，反之亦然。每个帮助资源被包括在数据库38中，并且可以自动地被包括为可用的(例如扫描)，或者可以选择被包括在数据库38中作为可用的，并且在帮助帮助请求中时在对他们的期望合适的任何时候改变所选择的状态或者以便执行不相关的任务。在一个示例中，人类可以电子登录到系统中以选择成为可用帮助资源。在另一个例子中，计入(clock into)工作工资单系统的人类被包括在数据库38中作为可用帮助资源，而不另外选择被包括作为可用的。数据库38可以连续地跟踪和记录每个帮助资源的可用性状态。已选择或已确定为不可用帮助资源不会再被帮助请求联系。

在一个示例中，机器人10可以由系统30从系统30所采用的一组机器人10₁...10_x中选择以执行任务分配。与机器人10₁...10_x中的每一个有关的信息可以存储在存储器32中。可以基于任何适当的标准集来选择机器人10，包括但不限于可用性、与所分配任务的起始位置的接近度、机械能力等。如虚线所示，机器人10、机器人系统30和帮助资源50可以彼此交互和通信。例如，帮助资源50和机器人10通过联网设备(例如计算设备、电话)直接或间接地与帮助资源50通信。机器人10和机器人系统30可以无线地通信。

根据本公开的方面，机器人系统30可以包括至少一个机器人10，其可以在机器人10被阻碍完成所分配的任务的情况下通过发出帮助请求来寻求帮助。例如，如果机器人10感测到阻止机器人10完成与完成所分配的任务相关联的操作序列的中断事件(即，障碍物，物理的或以其他方式的)，则处理与感测到的中断事件相关联的信息以确定是否要请求帮助或者是否可以修改操作序列来克服中断事件。可以分析帮助资源的数据库38，并且选择适当的帮助资源并与之通信以请求帮助解决中断事件。例如，帮助资源可以是附近的或远处的人类或其他机器人设备。每个帮助资源可以被独立地选择以帮助机器人解决中断事件。在解决中断事件后，机器人可以继续通过事件序列来完成所分配的任务。通过系统40，在机器人10中的一个或在系统30处，可以分析帮助资源的数据库38来以按优先级排序方式从帮助资源寻求和参与帮助，以对帮助资源造成最小的打扰。

为了最小打扰，可以由系统30对任务分配和帮助请求按优先级排序。可以将任务分配路由和调度到多个机器人10以有效地管理任务。系统30确定任务并将任务分配给针对给定任务最佳适合的机器人。系统30管理一组帮助资源以选择一个或多个可用帮助资源来帮助机器人10解决中断事件。

另外参考图1和2，如下面进一步描述的，来自机器人10的传感器16的感测到的数据可以提供数据以由处理器34处理用于在分配和监视要完成的任务时跟踪机器人10。机器人10可以将来自传感器16的感测到的数据通过通信模块12传输到系统40内的通信系统36，包括到其他机器人10、帮助资源50和用户(未示出)。

由于中断事件，机器人10可能无法完成任务分配。中断事件可以包含阻碍机器人10完成所分配的任务并且以机器人10在没有帮助的情况下无法克服的方式发生的任何事件或障碍。可以跟踪机器人10通过操作序列的进展，以提供用于解决中断事件和完成所分配的任务的帮助请求的评估和优先级。通信系统36可以将帮助请求传送到所选择的可用帮助资源，以独立于机器人10帮助解决中断事件。可以选择至少一个可用帮助资源，其被确定为最佳适合于处理机器人10所遇到的中断事件。机器人10的传感器16感测到已经解决了中断事件以便机器人10恢复操作序列来完成所分配的任务。用于初始感测中断事件的传感器16可以是用于感测中断事件的解决的相同或不同的传感器16。

在一个示例中，可以向机器人10分配将物品从建筑物的第一层上的第一用户递送到建筑物的第三层上的第二用户的任务。机器人10可以导航通过办公建筑物的第一层，并且由于不能按下电梯呼叫按钮以便在建筑物的楼层之间转移而无法转移到第三层。例如，机器人10可能没有能够按下电梯呼叫按钮的“手臂”。在机器人10使用外部传感器16感测到对所分配的任务的干扰时，可以临时中止(即，暂停)操作序列。可以执行对机器人10是否能够克服或变通解决(work around)干扰的确定。如果机器人10或系统30确定机器人10不能克服或变通解决中断事件时，机器人10则通过发出帮助请求来寻求帮助。在一些示例中，机器人10向系统30传送中断事件出现，并且系统30选择(一个或多个)最佳可用帮助资源并向(一个或多个)所选择的可用帮助资源发出电子帮助请求。机器人10可以基于感测到的中断事件而发出帮助请求，并发出针对帮助按下电梯呼叫按钮以打开第一层处的电梯门并按下按钮以将机器人10递送到第三层以继续操作序列的帮助请求。可以临时中止操作序列以等待对帮助请求的响应，并且机器人10可以在电梯门旁边等待帮助。所选择的可用帮助资源可以在中断事件的地点处独立于机器人10手动地解决中断事件。例如，作出响应的所选择的可用帮助资源按下了电梯呼叫按钮，而机器人10仍不活动地等待在电梯门旁边。

帮助请求可以包括听觉(例如，语音、铃声、蜂鸣声)，视觉(例如，灯闪烁，机器人10的方向或定向)以寻求附近的或路过的帮助资源，或者可以作为诸如文本、电子邮件、图形等之类的电子请求发出到附近和远处的帮助资源。发出帮助请求的方式和频率可以由系统30和/或机器人10来确定。例如，如果机器人10在接近机器人10附近感测到可用帮助资源，则可以发出听觉或视觉帮助请求。

干扰事件对所分配任务的关键性级别可以由处理器22在本地确定，或者由处理器34在远处确定。可以确定要完成所分配的任务的操作序列中的所分配的任务和/或子任务的关键性或优先级级别。可以向如由处理器34从数据库38中选择的一个或多个可用帮助资源发出帮助请求。机器人10的传感器16可以在中止的操作期间继续操作，并且在感测到中断事件的解决时，机器人10可以继续通过操作序列来完成所分配的任务或直到出现另一个中断事件为止。在发生附加中断事件的情况下，再次开始寻求帮助和解决中断事件的过程。

可以从系统30处的多个机器人10接收中断事件。中断事件可以由处理器34按优先级排序，并且对于每个中断事件从数据库38中选择可用帮助资源。发布帮助请求的类型或方式可以基于优先级、环境和/或发出的请求的数量而改变。在一个示例中，可以经由文本消息向所选择的可用帮助资源发出第一帮助请求。可以采用技术来升级系统中的帮助请求。例如，如果在预定量时间之后没有接收到响应和/或中断事件被感测为未解决，则可以经由视觉指示器(诸如闪烁的灯)发出第二帮助请求，其指示仍然请求帮助和/或可以向附加选择的可用帮助资源发出附加文本消息。

当用第一帮助请求和/或通过第一作出响应的可用帮助资源没有解决中断事件时，系统30可以评估和确定帮助请求的升级。如果所分配的任务仍未完成且其被确定为高优先级，则可以发出附加帮助请求。由于初始请求仍未完成，任务被确定为未完成和/或机器人10感测到中断事件仍然未解决，在预定量的时间过去之后可以发出附加请求。

系统30高效地分配或可以接受志愿者，帮助资源50在数据库38中包括潜在可用帮助资源。机器人10与帮助资源的交互被选择性地限制以高效地限制来自其他事件的帮助资源中断。帮助资源50可以具有与机器人10的有限的交互以解决中断事件并且机器人和帮助资源独立地操作。换句话说，机器人10在操作序列自始至终保持独立于帮助资源50的操作，包括在中断事件期间。在一些示例中，帮助资源50向机器人10提供物理帮助以解决中断事件。在任何方面，机器人10维持独立于帮助资源50的操作。帮助资源10可以提供直观帮助或不进行特定训练的帮助。系统30可以在解决中断事件时提供帮助资源50的优化，以最小化对帮助资源50的使用和中断，以便最佳地分配包括帮助资源和机器人10的所有资源的使用。最佳分配可以最大化每个帮助资源的能力和生产力。

来自(一个或多个)所选择的可用帮助资源的响应可以由机器人10(例如，识别扫描)或通过帮助资源输入响应(例如，按下机器人10或其他计算设备上的按钮)来感测，并且可以在数据库38中被记录和/或跟踪。在一个示例中，还记录和跟踪所选择的可用帮助资源的非响应。

在一些示例中，跟踪和记录对帮助请求的响应以提供激励或奖励，以鼓励帮助资源对帮助请求作出响应并与帮助请求一起工作。在一些事件中，帮助资源可以靠近或路过处于明显或潜在中断事件的机器人10处，并且路过的帮助资源可以选择在机器人的请求下或没有请求下帮助机器人10已得到解决中断事件中的帮助。在一些示例中，可以跟踪和记录来自帮助机器人10完成所分配的任务的帮助资源的未寻求和寻求的响应。除其他元素外，可以跟踪对帮助请求的响应的数量、响应的及时性以及中断事件是否已被解决。例如，对帮助请求响应的跟踪和记录可以在预定时间段内出现。可以在跟踪期间预先建立或确定用于发出激励的准则。例如，可以向连续三个月的时段内响应最多的帮助资源发出奖励或奖品。

图4图示根据本公开的方面的操作机器人的示例方法60的流程图。在62处，接收机器人的任务分配。在64处，发起与执行任务分配的机器人相关联的操作序列。在66处，感测在机器人的第一位置处对操作序列的中断事件。在68处，中断操作序列。在70处，参考帮助资源的数据库。在72处，从帮助资源的数据库确定可用帮助资源。在74处，从数据库中选择可用帮助资源以帮助解决在第一位置处的中断事件。在76处，向所选择的可用帮助资源传输请求帮助的通信以在第一位置处帮助。在78处，感测何时已经解决了中断事件。在79处，从中断事件恢复操作序列。

图5图示根据本公开的方面的操作机器人系统的示例方法80的流程图。在82处，在系统处接收任务。在84处，选择机器人来执行任务。在86处，将任务分配给机器人。在88处，系统从执行所分配的任务的机器人接收中断事件的通知。在90处，参考帮助资源的数据库。在92处，选择合适的可用帮助资源。在94处，将请求帮助的通信传输到所选择的帮助资源。在96处，记录帮助资源的响应。在98处，接收对中断事件的解决的通知。

尽管本文已说明和描述了特定示例，但在不脱离本发明范围的情况下，可以用各种替换和/或等效实施方案来替代所示出和描述的特定示例。本申请旨在涵盖本文所讨论的特定示例的任何适配或变化。因此，意图在于本公开仅由权利要求及其等同物来限定。

Claims

1.一种操作机器人的方法，包括：

接收针对机器人的任务分配；

发起与执行任务分配的机器人相关联的操作序列；

感测在机器人的第一位置处对操作序列的中断事件；

中断操作序列；

参考帮助资源的数据库；

从帮助资源的数据库中确定可用帮助资源；

从数据库中选择可用帮助资源以帮助解决在第一位置处的中断事件；

向所选择的可用帮助资源传输请求帮助的通信以在第一位置处帮助；

感测何时中断事件已经解决；和

从中断事件恢复操作序列。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：

跟踪帮助资源对中断事件的响应。

3.根据权利要求2所述的方法，包括：

响应于跟踪而修改数据库。

4.根据权利要求1所述的方法，包括：

在第一时间段期间确定所选择的可用帮助资源对所传送的帮助请求的响应。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所选择的可用帮助资源包括至少两个帮助资源。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通信的传输是对与所选择的可用帮助资源相关联的电子设备的电子通信。

7.一种机器人包括：

移动性机构，以通过与执行任务分配的机器人相关联的操作序列来实现所述机器人的运动；

通信模块，以接收与任务分配有关的指令；

控制模块，其包括用于存储指令的存储器和用于执行指令的处理器，以执行与执行任务分配的机器人相关联的操作序列，控制模块要通过操作序列来控制移动性机构，处理器要执行指令以响应于中断事件而中断操作序列；

第一传感器，以感测对操作序列的中断事件；

通信模块要从多个帮助资源中的所选择的帮助资源传输请求帮助的通信，以独立于机器人执行子任务来解决中断事件；和

第二传感器，以独立于机器人感测何时中断事件已经解决；

处理器要执行指令以从中断事件恢复操作序列。

8.根据权利要求7所述的机器人，其中第一和第二传感器是相同的传感器。

9.根据权利要求7所述的机器人，其中，所述通信模块传输由传感器感测的数据、音频和视频中的至少一个。

10.根据权利要求7所述的机器人，其中，所述传感器是摄像机。

11.根据权利要求7所述的机器人，其中，所述传感器是全球定位传感器。

12.一种机器人系统，包括：

存储器，以存储包括指令的任务分配；

处理器，以执行任务分配，以指令机器人执行与任务分配相关联的操作序列；和

通信系统，以将包括中断事件数据的与处理器和机器人之间的任务分配有关的数据传送到执行操作序列的机器人；和

帮助资源的数据库；

处理器要从帮助资源的数据库确定可用帮助资源和从数据库中选择可用帮助资源来帮助解决中断事件；

通信系统要独立于机器人将帮助请求传送到所选择的可用帮助资源以帮助解决中断事件；

数据库要跟踪帮助资源对中断事件的响应；和

处理器要响应于跟踪而修改数据库。

13.根据权利要求12所述的机器人系统，包括：

与帮助资源相关联的网络设备，以接收针对解决对任务分配的中断事件的帮助的通信请求。

14.根据权利要求12所述的机器人系统，包括：

选择一组机器人中的机器人来完成任务分配。

15.根据权利要求12所述的机器人系统，其中，所述机器人包括存储器和处理器。