

尽管自主机器人技术已取得诸多进展,但大多数制造过程仍遵循非常僵化的流程。这主要源于在时间和空间上协调自主机器人并确保操作安全的复杂性。
为此,美国斯坦福大学(Stanford University)的研究人员开发出一种创新算法,该算法能够有效组织自主机器人,为产品装配创建模块化、计划定制,从而改进制造流程。研究成果已发表在《Robotics and Autonomous Systems》期刊上。
该算法能够规划装配站的位置,指派特定的机器人在正确的时间收集零件、运送到正确的工位。同时,它还能指挥机器人团队协作搬运单个机器人无法承载的大型部件,规划机器人的移动路径以避免相互干扰。
为验证算法效率,研究人员使用由250个机器人组成的团队,来组装一个玩具积木搭成的土星五号运载火箭模型。结果显示,生成整个装配计划耗时不到三分钟。值得一提的是,该模型包含1845个零件,可分解为306个子组件。
结果显示,斯坦福大学的新算法优化了多项关键流程,包括:规划如何构建先分别组装再组合的子部件(例如制造一扇车门然后将其安装到车身上);指挥机器人单独工作或团队协作;以及以便利且能防止碰撞的方式高效规划装配场地布局。
斯坦福大学航空航天系副教授、论文合著者Mac Schwager表示,这项工作的突出意义在于其解决问题的广度。 此前的研究多聚焦于个别环节的优化,而本研究则是首个全面思考如何将所有环节整合成一个大规模系统的尝试。
这项研究的实际价值在于,快速高效地生成装配计划的能力,有助于为制造业提供前所未有的灵活性。鉴于目前自动化装配线非常僵化,通常只能高效生产单一产品,斯坦福大学的算法优化为提升制造装配效率提供了有效路径。
通过应用能够完成焊接或打磨等基本制造任务的通用机器人和分布式工作站,工厂将能够更快速地转型,未来甚至可在无需重新配置整个生产线的情况下生产定制产品。
科研关联留学专业解读:
前沿研究的诞生并非偶然,它深深植根于斯坦福大学卓越的工程学科底蕴,尤其是学校顶尖的机械工程教育。
斯坦福大学鼓励教授和学生在机器人、自动控制等尖端领域进行探索,为学生提供参与重大研究项目的宝贵机会。
斯坦福大学工程学院下的机械工程系(Department of Mechanical Engineering)在全球享有盛誉,在该领域持续位列全球顶尖行列。
美国国家研究委员会(National Research Council)对美国博士项目的评估,将斯坦福大学机械工程专业列为全美第一;《美国新闻与世界报道》(U.S.News and World Report)的研究生院排名则将斯坦福的机械工程专业列为全美第二。
该系开设的机械工程硕士(MS in Mechanical Engineering)是一个非论文学位,其优势在于为学生提供广泛灵活性,允许学生通过选择讲座式与项目式课程组合来满足其个人教育目标。
学生有机会在那些推动技术边界的研究人员的直接指导下学习,将理论知识与像算法这样的实际应用紧密结合。
机械工程硕士常规申请要求:
(1)申请截止时间:12月1日。申请人必须具备工程、物理或同类科学专业的理学学士学位。
(2)申请文书及材料:申请材料包含简历、个人目的陈述、成绩单(可提供非正式)、3封推荐信。
(3)标化考试要求:TOEFL-iBT总分最低90分,IELTS总分最低7.0分。无需提交GRE。特别说明,达到此分数仅为申请的最低门槛,实际录取竞争激烈,通常要求更高的分数。
所有申请材料,包括官方托福成绩、非官方成绩单、所有推荐信,必须在申请截止日期前收到。
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未来从事的工作职位,涵盖机器人工程师、控制系统工程师、智能制造算法工程师、机械研发工程师等。
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