仓库是自主机器人的前沿领域。随着消费者越来越习惯于快速周转的运输，仓库需要更快、更高效地运营。但是，仓库可能是困难的工作环境，需要需要体力劳动，例如移动重物和重复动作。自然，人们对机器人和其他仓库工作的自动化解决方案非常感兴趣。“自动化在人体工程学方面没有限制，”波士顿动力公司的高级技术总监 Mike Murphy 指出，该公司可能以 Spot（一种用于执行远程检查的机器狗）而闻名。Murphy 还是 Stretch 的首席系统工程师，Stretch 是该公司专为仓库设计的移动箱子处理机器人。
然而，仓库对机器人技术来说也可能是一个具有挑战性的环境。从表面上看，这项工作是简单而重复的。“将这些箱子从卡车上取下来，放在这个传送带上，移动它们，分类它们，把它们放在这些托盘上，然后把它们放回门外，”Murphy 说。但是，与机器人传统上取得成功的其他应用（例如制造）不同，仓库中的机器人可能会遇到更广泛的变化和挑战。例如，如果箱子没有正确关闭，它们可能会意外打开，或者它们可能会在运输过程中移动并最终落在地板或其他不该出现的地方。“这些正是我们开始能够通过自动化解决的问题，”他解释说。然后，这些知识可以应用于其他领域的新应用，例如制造业。
认识 StretchStretch 是一款电池供电的移动机器人，配备了一个带有强大吸力抓手的手臂。Stretch 在大约一个托盘大小的占地面积中包含完成工作所需的一切。它的板载摄像头和传感器使其能够“看到”周围的环境，识别正在发生的事情，并在没有预编程的情况下对任何问题做出反应并从中恢复。位于转盘上、机械臂旁边的可铰接式“感知桅杆”包含 2D 和 3D 传感器，用于从机器人周围的各个位置收集数据。然后，操作系统将数据拼接在一起，并通过机器学习管道运行数据，以检测盒子并确定面和角的位置。“它了解盒子的位置、大小、方向，”Murphy 解释说。
Stretch 的成功Stretch 于 2023 年初推出，因此它仍然相当新，但客户已经看到了成功。Murphy 描述了一个用户，该用户有几个第三方承包商，他们休息了，再也没有回来，留下一辆卡车停在阳光下，里面装满了需要卸载的沉重箱子。入库区的操作员需要找到一种方法来卸载卡车，因此他们决定尝试使用 Stretch。“他们把 Stretch 放进去，它就把卡车卸下来了，”他说。“他们非常高兴，这解决了他们的问题，而且没有抱怨高温。”仓库及其他虽然事实证明 Stretch 在卸货方面取得了成功，但这只是仓库中众多任务之一。“我们在设计硬件系统时考虑到了仓库中发生的事情，”Murphy 说，该公司目前正在从业务角度研究其他可能的应用，以决定下一步要关注什么。“我们有很多事情可以让机器人完成，基本上是软件更新，”他说。一种可能性是使用不是框的对象。“Stretch 还可以从卡车上卸下什么？无论是轮胎还是手提袋，或者你知道的，抓手可以抓住的任何东西，我们肯定会考虑。该团队还在寻找不涉及卸载的任务，例如将物体从托盘移动到输送机，反之亦然，以及从货架上拣选物品。Murphy 解释说：“无论何时，当您将单个案例从一个地方转移到另一个地方时，我们都希望从技术角度和商业意义上了解这样做需要什么。“这个机器人做这项工作有意义吗？做到这一点的典型挑战是什么？至于 Stretch 的非仓库应用程序，Boston Dynamics 在仓库领域看到了如此多的机会，以至于它并没有真正将目光投向该环境之外的更多应用程序。Murphy 说，制造应用是一个潜在的应用，汽车应用的零件排序也是如此。“但我认为，由于仓库的规模，我们目前非常关注仓库空间，”他补充道。从研究到商业化Stretch 是 Boston Dynamics 继 Spot 之后的第二个商业化产品，Spot 是专为工业检测而设计的机器狗。值得注意的是，Spot 是在公司专注于机器人研究的同时开发的。“例如，我们在这段旅程中的早期客户和合作伙伴帮助我们发现了 Industrial Inspection 作为这种平台可能真正有用的领域，”Murphy 解释说。在开发 Stretch 时，该公司希望在推出产品之前了解其技术的应用。“该平台能够在仓库中实现所有这些不同的应用，”他说。“但我们已经对几个我们有强大商业案例的案例有了非常好的了解，并且在设计平台之前，我们非常了解客户的用例。然后我们从那里开始扩张。
据 Murphy 称，Stretch 标志着 Boston Dynamics 开始成为机器人产品的连续生产商。“这确实是让我们的转型真正将我们的公司转变为专注于产品、客户价值、在全球范围内扩大规模，并能够做所有必要的事情，以拥有一套成功的产品，从销售到制造，以及拥有一家能够大规模做到这一点的公司所需的所有支柱。”“他说。
然后，Stretch 根据检测到的内容执行 “pick planning”。该系统考虑了环境因素（如墙壁、地板和天花板）以及所有箱子的位置、抓手和机械臂的几何形状、机械臂的伸展范围以及所有箱子之间的相互作用。因此，如果 Stretch 正在卸载一堆箱子，它知道不要选择底部的箱子，因为这会将堆垛的其余部分撞倒，并且它知道等到其他箱子不碍事后再在墙壁或天花板附近卸载箱子，以便更好地抓住它们。选秀规划对 Stretch 至关重要。“如果你在那里做出了一个错误的决定，你最终可能会造成一场雪崩，机器人需要一段时间才能清理干净，”Murphy 指出。Stretch 可以优化其每次选取或每几次选取的选取规划策略，具体取决于它所处的模式。
板载传感器还可以检测环境中的异常情况，例如掉落在地板上的箱子。“我们在行为系统中有反应来处理这些问题，”Murphy 说。在许多情况下，Stretch 无论如何都会尝试移动框。“这些盒子不需要完美无缺，Stretch 就可以发挥作用，”他说。它的真空抓手采用波士顿动力公司所谓的 Smart Gripper 技术，可以单独控制每个吸盘。这使 Stretch 能够拾取有孔、撕裂或凹痕的箱子。“无论哪个吸盘在盒子表面购买得好，都会得到完全的吸力，而其他吸盘最终会被关闭，这样我们就不会失去吸力，”Murphy 解释说。当 Stretch 遇到它无法处理的问题时，例如盒子打开和里面的东西洒在地上，它可以向附近工作的“机器人管理员”寻求帮助。与人类合作该团队将卡车卸货作为 Stretch 的初始应用。当货物到达仓库时，必须将其从卡车、拖车或集装箱移动到仓库中。在温暖的月份，这些容器可能会在阳光下烘烤数小时，就像烤箱一样，然后员工进去卸货。这些工作可能很难填补，以至于仓库经常求助于第三方公司来招聘和雇用工人，即便如此，人员流动率也很高。为这项任务寻找人类工人的难度使其成为 Stretch 的理想应用程序，因为它几乎可以单独完成。但 Stretch 仍然需要一些人类的帮助——操作员必须通过将 Stretch 开入拖车或集装箱来设置 Stretch，并处理任何需要人工干预的问题。“我们设计了一些系统来保持机器人安全运行，”Murphy 说。一种选择是便携式笼子，它可以在工作时将 Stretch 完全封闭在拖车或集装箱中。在启动 Stretch 之前，人工确保笼内没有其他人，并且它会继续运行，直到门打开或人工停止。但是，正如 Murphy 所指出的，“我们的客户重视灵活性，他们不希望笼式面板妨碍他们所有其他东西。因此，该公司开发了一种“虚拟防护”系统。它使用传感器来设置一个边界，如果检测到附近有人，它会减慢 Stretch 的速度，如果有人靠得太近，它会停止。“我们在机器人上安装了功能安全系统，能够确保系统安全停止，”他补充道，“如果出现这些情况，将手动重启。
目前，Stretch 只能在受保护的空间内自主移动，但最终，它将能够在其他人中完全自主地穿过仓库。Murphy 说，他预计 Stretch 不会与其他人并肩工作。“Stretch 非常强大，覆盖范围很广，它独立工作真的很有意义，”他解释说。但是，随着 Stretch 在仓库中承担更多任务，它将需要与人共享空间，尤其是当它需要人工帮助时。“我们正在努力真正考虑如何让我们非常有信心地安全地进行这项工作，”他说。入职由于 Stretch 不需要预先编程，因此部署过程相对简单快捷。Murphy 说，这需要 5 天或更短的时间，而且用户可以在一周内自行运行系统。该过程包括连接网络系统和电气工作，以及将 Stretch 物理或无线连接到它放置箱子的输送机上，以便将它们从拖车上移除。Stretch 可以与各种输送机配合使用，从 Stretch 可以随身携带的柔性手风琴类型到可以自行伸展和缩回的固定伸缩输送机。Stretch 可以控制这些输送机的位置，并要求输送机跟随它进入拖车。
工人在调试过程中接受为期两天的培训，学习如何使用挂件上的操纵杆驾驶 Stretch，当 Stretch 需要人工帮助时如何安全干预，以及什么是不同的错误代码以及如何修复它们。一旦 Stretch 就位，“看起来真的就像启动一台洗衣机，”Murphy 描述道。“你按照向导操作，按下几个按钮，按住启动按钮，它就会卸载卡车。”
