機器人抓取技術原理分析

　　最近兩天參觀了華為的自動化工廠，了解到機器人抓取在工業(yè)中的應用以及未來的前景，備受鼓舞。作為一個搞機器人抓取（grasping）接近八年的老“grasper”，覺得還是可以寫寫機器人抓取的前世今生的。也希望更多對此感興趣的朋友不要覺得機器人抓取沒有前途，前路還遠著呢！

　　話說當年斯坦福1980年前后做出第一個用于pick-and-place的機器人臂后（忘記名字了），只用了一個二指夾具（gripper），好像只有一個抓取木塊并且堆積在一起的視頻。與此同時，MIT Salisbury和人搞出了JPL 手，像下面的圖片中，可以通過牛逼的代碼能力（hacking）讓三個手指轉動這個長方體木塊。

　　但是，hacking歸hacking（這個詞實在是不知道怎么翻譯合適），還是有人提煉出了一個科學問題：給定一個已知或者未知物體，如何選擇最優(yōu)的抓取點，施加合適的力使得物體能夠實現(xiàn)期望的行為？（見下圖）。這些期望的行為，包括保持穩(wěn)定，做一些動作，或者是任務。

　　從此，開啟了grasping長達30年的灌水生涯，每次ICRA， IROS上（機器人主流會議）， 都有一個關于grasping的單獨部分（session）。最開始這個領域一個主要方向是研究這個問題的數(shù)學形式，包括各種抓取約束與目標函數(shù)，涉及領域包含分析，規(guī)劃與控制，見下圖。 直到李澤湘教授的寫了本集大成的機器人操作數(shù)學基礎的教材，這類研究才慢慢不那么熱。這一方向我自己一般叫他們數(shù)學分析派，目前還是十分活躍。也不知道是什么原因，很多中國學生在這個方向。