baxter機器人，在示教上有何特別之處？

01-16

相關問題：
http://www.zhihu.com/question/23643072

謝邀，一直沒空回答。

簡單地說一下吧。題主問的是示教方面的特別之處，而我正好用過Baxter和不少工業機器人，那就讓我們先來看看Baxter和其他傳統工業機器人的示教分別是怎樣的。

傳統工業機器人：

以安川的Motoman SDA5F雙臂機器人為例，這類傳統工業機器人往往配備有示教器（見下圖）。在示教時，操作人員可以利用示教器控制每個關節運動、或者讓末端在笛卡爾空間內運動，到達某個路徑點後，可以記錄在程序中。這樣示教的問題是每次只能控制一個自由度運動，時候示教很不方便，而且笛卡爾空間示教容易遇到關節奇異點，而且7-dof冗餘機械臂在示教時需要單獨考慮臂角，增加了示教的難度。

（下圖，是剛剛去實驗室拍的照片）。

Baxter示教：

相信題主對Baxter已經有了一定了解，在機械設計上，Baxter與傳統工業機器人的最大區別就是它採用了串聯彈性驅動器SEA（Series Elastic Actuator，見下圖）。

這種驅動方式是MIT最先提出的[1]，它就是在電機與輸出之間加了一個彈簧，通過彈簧的變形可以計算出關節輸出力矩，簡單地說，Baxter可以反饋得到每個關節的力矩值。這樣的話，它就具有了backdrivability（參見知乎問答什麼是機械臂的backdrivability?），也就是說，我們在示教的時候可以直接拖動機械臂到目標位置，除了末端位姿外，7-dof冗餘機械臂的臂角也可以直接在示教的時候拖動調整，如下圖所示。

其實，除了Baxter，現在已經越來越多的機器人具有牽引示教的功能了，如UR、kinova Jaco、Kuka iiwa。這類機器人統稱為協作機器人（Co-bot，或者Collaborative Robots），除了牽引示教外，這類機器人往往可以實現碰撞停止等保護功能，具體可以參見 @韓峰濤的知乎專欄中的幾篇文章。

除了牽引示教外，Baxter相比於傳統工業機械臂而言，內置了更多感測器，因此可以使其示教更加自由和多樣化。例如Baxter兩個手腕處均配備有攝像頭，這樣的話，示教時可以利用攝像頭的識別、定位信息來設置路徑點（例如抓取位置不固定的物體），傳統工業機器人雖然也可以完成這樣的工作，但是往往需要額外配備工業相機並協調不同模塊間的通訊方式等。

參考文獻：

[1] Pratt G A, Williamson M M. Series Elastic Actuators[C]// Ieee/rsj International Conference on Intelligent Robots and Systems 95. "human Robot Interaction and Cooperative Robots", Proceedings. 1995:399.