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2023.07.07

豐田制造足球機器人???揭開28000人組成的“神秘技術團隊”面紗!

目錄

? 日本前國腳不禁贊嘆“比我踢得還準”
? 規(guī)模巨大的神秘技術團隊到底什么來頭?
? 所有團隊成員都沒有研發(fā)經(jīng)驗
? 他們工作時間到公園去踢足球
? 震驚!頸部骨折事件

2022年FIFA世界杯上,日本代表隊在點球大戰(zhàn)中憾負,遭到淘汰。與此同時,一個令人意想不到的秘密武器誕生在了豐田公司中。

那便是名為“PIXI的世界首個以氫能為燃料”,可自主控制罰進點球的足球機器人。

日本前國腳不禁贊嘆“比我踢得還準”

在解釋豐田為何要造足球機器人前,請各位讀者先看看它的實力吧。

日本前國腳都并敏史先生看過后如此評價道:“踢出刁鉆角度的點球對職業(yè)球員來說也是一項很難掌握的技能。它比我踢得還準(笑)”。

都并先生還補充解釋到,用腳尖觸球射球門上方難度很高。不僅如此,PIXI還能射出時速85里的“重炮”。

因為大學生球員射門時,足球的平均時速是80公里左右。對此,都並先生驚嘆地表示:“球速相當高??!要射出球速更高的射門,不是說使勁踢就行了,重要的是要借助上肢和腰腹的力量。要是以后機器人替我們踢點球,那球員可就要失業(yè)了?!?/p>

規(guī)模巨大的神秘技術團隊到底什么來頭?

那么,豐田為什么要造足球機器人呢?

這個項目由豐田技術會的成員們負責研發(fā),而該團體讓人越了解越覺得匪夷所思……

車輛制造技術研發(fā)部 村井裕樹主任

豐田技術會成立于1947年,是一個由許多志向高遠、富有挑戰(zhàn)精神的成員組成,旨在提升技術實力的團體。

該團體的誕生宣言是:“在困難時期積極研究新技術,勇于挑戰(zhàn)一切”。成立后的半個多世紀里,它一直以自下至上,而不是自上而下的管理方式推進研發(fā)活動。

更令人驚訝的是,豐田技術會并非豐田公司的某個部門,而是由自愿參加的成員組成的志愿者團體,而且該組織還與普通的志愿者團體有著明顯的不同之處。

豐田公司經(jīng)營團隊中的中嶋副社長擔任該組織會長,會員中的豐田員工有28000人之多。公司還會為專職成員提供研發(fā)經(jīng)費和研究室,這些會員的工作就是推進各種有益于豐田提升技術、技能、認識的研發(fā)項目。

除此之外,通過共享研發(fā)項目獲得的經(jīng)驗和成果,引導所有會員的意識變革,這也是豐田技術會的目標之一。

公司的支持為豐田技術會提供了良好的環(huán)境,有利于個人成長,從而帶來更多技術革新。

2017年之前,豐田技術會的研發(fā)以太陽能汽車等,與汽車相關領域的項目為主。但是2017年潮流發(fā)生了巨大的變化。

電機單元研發(fā)部 井出充洋

為紀念豐田技術會成立70周年,當時的內山田會長呼吁“要造出與以往不同的東西”,于是技術會決定研發(fā)AI籃球機器人。

此后,技術會還完成了“清理海洋垃圾的魚形機器人”等研發(fā)項目。

從左到右依次是:“清理海洋垃圾的魚形機器人”、“跳繩機器人”、“鳥式飛行器”。

各位讀者或許會覺得他們在制造一些“莫名其妙的東西”。關于這點,村井主任如此解釋道。

村井主任

我們的研發(fā)目的有兩點。

其一是“通過挑戰(zhàn)新領域來提升技術實力”,其二是“通過展示我們的挑戰(zhàn),激發(fā)其他會員的創(chuàng)新制造熱情”。

如果人們對我們的研究不感興趣,那我們的研究就只是自娛自樂。因此,我們將目光投向了世界各地、男女老少都喜歡的足球運動。

村井主任介紹到,在決定造足球機器人之前,他們否決了超過100個研究方案。比如“自動駕駛自行車”、“流鏑*半人馬機器人”等,這些方案聽起來就像是孩子的突發(fā)奇想,但也能感覺到他們真的是在享受創(chuàng)新制造。
譯注:流鏑馬是日本的一種弓馬武術,射手策馬在直線上奔馳,同時持弓連續(xù)向標靶射箭。

所有團隊成員都沒有研發(fā)經(jīng)驗

然而,他們還要面臨其他的困難——研發(fā)團隊的所有成員都完全沒有機器人方面的研發(fā)經(jīng)驗。

TC車輛性能研發(fā)部 三木武組長

就我個人而言,只是在大學接觸過制圖,沒有硬件設計的經(jīng)驗。不過,正因為是這樣,我才更想挑戰(zhàn)沒有經(jīng)驗的領域。

我從主要負責硬件設計的成員那里學習設計方法,同時展開實際操作。然后成員們自己提出企劃,再選出其中讓我們眼前一亮的提案制造成形。這樣度過的一年非常有趣。

沒有機器人研發(fā)經(jīng)驗的成員們要制造世界上首個足球機器人,當然要面臨一連串的難題。當研發(fā)組成員們一鼓作氣先買來了電機后,又開始犯了難。團隊內部開始有人對項目的未來表示擔憂。

電動動力傳動控制功能研發(fā)部 松本陽介主任

我們只能硬著頭皮上。不管三七二十一先行動起來,于是很快就制造出了初號機。當看到它踢出了時速30?40公里的球后,團隊氣氛開始升溫,大家都覺得“這樣能行!”(笑)。

但研發(fā)時并非同時把18個電機開到最大功率,機器人射門的效果就會更好這么簡單,團隊追求的是“精準的射門”。為了研究人類是如何射門,他們決定先收集數(shù)據(jù)。

于是研發(fā)團隊成員們拿起足球,跑到了附近的公園里。

工作時間在公園踢足球

研發(fā)團隊的成員在工作時間里在公園踢足球,不過這當然不是在玩。

18個電機如何驅動機器人,其模擬測試的結果有數(shù)千種組合。為了追求更“精準的射門”,研發(fā)團隊成員們自己也測試了無數(shù)次踢法,不厭其煩地收集數(shù)據(jù)。

另外,他們在制造機器人所使用的零件時,還從SDGs的觀點出發(fā)選擇材料,比如斗篷是用氣囊的廢料制成,項鏈則是將軸承的廢料再利用。

為了讓機器人識別點球目標點,他們還給它裝上了與自動駕駛車輛工作原理相同的傳感器。這種機器人研發(fā)方式算得上是汽車制造商特有優(yōu)勢。

從設計上說,PIXI因為胸部要安裝儲氫罐和發(fā)電機,所以變得異常厚實。為此,成員們十分苦惱,覺得這樣會導致PIXI看起來像個“怪物”。

不過,研發(fā)團隊通過精確計算必要的電量,最終成功實現(xiàn)了儲氫罐和發(fā)電機的小型化,使PIXI有了像人一樣的身體,為它點球大戰(zhàn)的首秀做了充足的準備。

震驚!“頸部骨折”事件

日本的豐田市與豐田技術會聯(lián)合舉辦了名為“Wakuwaku World”的活動。旨為讓孩子們能夠在活動中體驗到制造的樂趣,從而立志未來投身于科研事業(yè)。PIXI就在這次活動上迎來了它的第一次點球大戰(zhàn)。

然而,在表演的前一天,研發(fā)團隊受到了一次沉重的打擊——他們在彩排時發(fā)現(xiàn)機器人的脖子歪了。

三木組長

我們檢查機器人時,發(fā)現(xiàn)它的樹脂頸椎斷了。因為時間不夠,我們沒法用3D打印機制作新的頸椎,面臨著莫非要讓它“無頭”上陣的窘境。

第二天早上,就在研發(fā)團隊的所有成員都快要認命的時候,研發(fā)團隊的成員之一帶來了一個木制的頸椎。他居然用鋸把自家客廳的木桌子鋸了一塊,自己連夜趕制了一個。

隨后成員們便開始了“緊急手術”,在正式開演20分鐘前完成了修復,這才開始為孩子們表演。

當天約有300名孩子到場觀看了表演。當看到PIXI成功地罰進了點球時,孩子們“加油呀!”“太棒了!”的歡呼聲響徹全場。

先進安全技術研發(fā)部 石田正穗主任

我在豐田工作時,很少有機會把我們自己制作的東西親手展示給客戶,所以這真的是一個令我很高興的時刻。正因為經(jīng)歷了許多困難和挫折,所以這次的成功讓我格外開心。

豐田時報以前介紹過AI籃球機器人“CUE”,它同樣是豐田技術會的研發(fā)項目?,F(xiàn)在它已經(jīng)得到了公司的認可,成為了公司的一項業(yè)務,開始了進一步的研發(fā)。

豐田技術會以團隊的方式認真研究看似與本職工作無關的項目,并樂在其中。公司還會為此提供寶貴人才、場地和經(jīng)費支持。催生技術革新的環(huán)境便是這樣形成的。

不管是汽車還是飛機,乃至所有人類制造的東西,其實都源于發(fā)明者似乎不切實際的奇思妙想。豐田為了創(chuàng)生出顛覆人們常識的有趣事物,今后還會堅持不懈地挑戰(zhàn)創(chuàng)新制造。

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