3.1　箱中取物

現在機器人技術的研究涵蓋了所有可以想象的領域，所以我選擇了一些當前的主題。到目前為止，我們已經看到了亞馬遜是如何找到一種有效的方式，使用成群的移動機器人在其倉庫內實現商品和客戶訂單的自動化移動。但它仍然需要人們從箱子里挑選產品并組裝各個訂單，這顯然是亞馬遜的下一個自動化目標。自2015年以來，該公司一直在組織一年一度的機器人挑戰賽。在這些活動中，來自世界各地的團隊會進行比賽，制作機器人來演示揀選和放置任務，這些任務基本上是試圖重現人類從盒子里的一堆亂七八糟的物品中取出特定物品的技能。這被稱為在“非結構化環境”中工作，其難度如圖3.2所示，其中顯示了一批典型的混合家用物品。注意，必須按照給定的順序移除（取走）物品，這比先移除簡單的物品要困難得多。

圖3.2　一個箱中取物的任務。所挑選出來的物品要從一盒雜亂無章的物品中一個一個地取出來

2017年，16支國際團隊參加了亞馬遜機器人挑戰賽，8支進入了決賽，而第一名的獲勝者是來自布里斯班的澳大利亞團隊[7]。亞馬遜將挑戰賽描述為：“2017年亞馬遜機器人挑戰賽是由亞馬遜機器人有限責任公司贊助的技能挑戰，旨在加強工業和學術機器人社區之間的聯系，并促進對非結構自動化中一些重大問題的共享和開放的解決方案。挑戰賽將要求參賽者建造自己的機器人硬件和軟件，來嘗試簡化在貨架上挑選和存放物品的普通任務。該挑戰賽將目標識別、姿勢識別、抓取規劃、柔順操作、運動規劃、任務規劃、任務執行、錯誤檢測和恢復等有機地結合起來。機器人將根據在規定時間內拾取和存放物品的數量來得分。團隊將分享和傳播他們的方法，以改進挑戰賽結果以及工業實施水平的未來[8]。”

一旦一個原型解決方案被證明是可行和可靠的，那么Amazon就會在整個機構內實現它，從而獲得完全自主的倉儲，并大幅降低成本。這將是該公司在挑戰賽上所花費的數十萬美元的數倍回報。這說明了為什么技術挑戰和競賽會受到贊助商的歡迎——它們是一種非常有效且廉價的刺激創新的方式。