一种名为Franka的安全且能够自我复制的工业机器人将很快出现在工厂中。
萨米•哈达丁（Sami Haddadin）曾将一把小刀连接到一个机器人操作臂上，并通过编程让其刺向他的手臂。不，这并不是耸人听闻的噱头。他正在试图展示自己设计的一种新型压力感应式控制机制，该机制能够测出是否发生了接触并使机器人立即停止动作，且确实有效。●如今，哈达丁想把这种一直被用于精密、昂贵系统上的安全特性，以低廉的价格提供给任何一个人机共处的场景。也许到2017年的某个时刻，他在慕尼黑的这家创业公司——Franka Emika——就可以生产出一种神奇的机器人操作臂，且易于设置和编程，非常不错。但这种机器人操作臂的特色在于它和危险的传统工厂机器人不同：它无须放在笼子里运行，而是可以放在人的旁边进行操作，帮助其完成任务，且没有风险。
我说过它还可以自我复制吗？
这款机器人又叫Franka Emika——“它有名有姓。”哈达丁这样解释说；它并不是唯一可以和人共事的设计。事实上，这种被称为合作机器人的系统是机器人科学市场中增长最为快速的类型之一，据估计，其全球销量预计将从2016年的1亿美元提高到5年之后的33亿美元。
所有的大型工业机器人制造商都在试图开发自己的机器人，但最具创新性的设计来自于创业公司。RethinkRobotics公司在2012年推出了Baxter双臂机器人，最近又开发了一种叫做Sawyer的单臂机器人。当前的合作机器人市场则主要被丹麦一家叫做UniversalRobots的公司主导，其机器人年出货量高达几千台。即便如此，这种机器人仍然非常稀缺。但随着哈达丁的公司（得到了包括德国机器人制造商Kuka公司在内的众多投资者的资金支持）以及其他公司的进入，这样的情况预计在未来的几年中会发生转变。
哈达丁曾在一家德国顶尖的机器人科学研究室以及硅谷一家叫做柳树车库（Willow Garage）的知名机器人科学公司分别工作过一段时间。他说让Franka公司在竞争中胜出的一个优势是其操控技能。虽然它的某些规格——7个运动轴、80厘米的触及范围、3千克的负载和0.1毫米的精确度——和其他机器人差不多，但Franka的设计目的是完成一些需要以精准控制来实现直接物理接触的任务，包括钻孔、拧螺丝、抛光，以及其他电子设备制造商一直希望实现自动化的各类检查和组装任务。
Franka的操作臂比一般的机器人操作臂更加灵巧，主要是因为它是由扭矩控制的。利用应变计来测量其7个连接处的力量大小，即使是最微小的碰撞也可以测出。相比之下，大多数的工业机器人都没有这种压力感应的能力——这也就是为什么它们具有很大的危险性：会把你拉走而不自知。
扭矩控制的一个前提是要有极为精细的机器人动力学模型。即使是最小的效应也需要考虑在内，如部件弹性、振动和摩擦。这是因为扭矩控制的工作原理是把机器人上的实际压力数值与模型计算参考值进行实时对比。因此，如果你的模型失效了，也就没法控制了。
哈达丁并没有将其视为阻碍，反而认为这是一种优势。“事实上，我会为我创造出的一切东西建模。”他说。扭矩控制机器人的先驱格尔德•希尔齐格（Gerd Hirzinger）将Franka称为一个“渴望已久的突破”；希尔齐格同时也是哈达丁在德国航空航天中心机器人科学与机械电子学研究院的导师之一。
另外一个让Franka独树一帜的因素就是成本。在我写这篇文章时，该机器人已经可以接受预定了，非官方价格为9900或10500美元。这对于如此能干的机器人操作臂而言，确实是低得不可思议。相比较而言，Rethink公司的Sawyer的价格高达2.9万美元，Universal Robots公司的畅销产品UR5则更贵一些，约为3.5万美元。
加州大学情境机器人研究所（Contextual Robotics Institute，位于圣地亚哥）的主任亨里克•克里斯滕森（Henrik Chiristensen）认为Franka是“一个了不起的硬件”。但他还补充道，合作机器人的主要挑战“不仅仅是硬件，还包括软件，要使非专业人士也能够很方便地使用”。他说Universal Robots公司“拥有至今最好的用户界面，在竞争者脱颖而出”，因此，这就是Franka需要进一步证明自己的地方。
哈达丁说他的公司在软件上投入了和设计机器人一样多的精力。用户可以通过用手搬动机器人或点击触屏来对Franka进行编程，系统提供了众多预编程动作。给一个Franka做了编程之后，你可以将其通过云复制到其他的Franka上。
不过，哈达丁计划中最野心勃勃的部分应该说是让Franka克隆自己。在初期生产运行过程中，机器人只完成了工作的80%，但他坚持认为将来会做到100%。在展望未来时，哈达丁想象着能把用作移动机器人工厂的集装箱送往世界各地。“Franka将在里面自己制造自己。”他说。
以后会到处都是自我复制的机器人吗？无论这样做价值几许，这都是一件好事。哈达丁正在努力让机器人变得对人类更加友好——哪怕它手里举着一把刀子。
作者：Erico Guizzo