典型应用 | 数字孪生技术，让协作机器人教学效率倍增

前言

人口老龄化与少子化背景下，“机器换人”，由机器人替代重复性及危险性的工作，是实现智能制造的基础，也是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障，其意义不言而喻，同时也已是老生常谈的话题。

但是随着产业转型不断向前迈进，机器人产业快速发展的同时，数字化高技能人才的需求缺口却越来越大，尤其在机器人专业领域的人才需求更为凸显。

如何培养合格的机器人专业人才？教育问题始终是重中之重。面对当下产学研的人才培养不匹配，大族机器人与合作伙伴基于前沿VR、AR及数字孪生技术，共同开发“数字孪生机器人教学平台”，实现机器人教学效率的倍增，培养机器人操作的高级技能型人才。

1. 痛点：产学研供需不匹配

机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，不仅是在减速器，伺服电机，关节模组及其他如机器人视觉等领域的研发难度高，其操作难度也非同一般，一个熟练的机器人操作员需要在企业生产车间内多次锻炼，理论与实践相结合，才能培养得到。

但在当下许多高校的普遍培养现状中，或受限于机器人实验室配置高昂无法满足多数学生的实践需要，或囿于陈旧的机器人专业培养模式而忽视实践教育，这些都导致如今机器人专业技术人才的稀缺，并已经成为亟待解决的现实问题。

2. 解决方案：数字孪生机器人教学平台

Q：什么是数字孪生？

A：数字孪生是在数字世界中建立与物理实体的性能完全一致，且可对其进行实时仿真的模型。利用安装在真实系统上的传感器数据作为该仿真模型的边界条件，实现数字孪生体与物理实体的同步。

2.1 数字孪生机器人教学平台-硬件

——单工位数字孪生机器人硬件操作台

其主体由VR机器人实训操作一体机，大族协作机器人Elfin、VR头盔（1套），VR操作手柄（2对）定位器，1台Pad，1套追踪器等设备组成。

学生通过显示屏进入实训系统后，用户可选择戴上头盔或直接在Pad上通过虚拟示教器或者通过手柄拖拽的方式操作机器臂，用户同时可以体验不同品牌单个机器人工作站的焊接、搬运、码垛、上下料等任务训练，以及实现虚拟协作机器人和实体协作机器人的虚实互控、虚实互动。

2.2 数字孪生机器人教学平台-软件

——虚拟现实技术（VR）

数字孪生机器人教学平台软件充分利用虚拟现实技术（VR），在虚拟环境下实现对机器人的知识学习和体验真实环境应用。

并利用数字孪生技术，在虚拟仿真技术基础上依托并集成其他技术以实现精准映射、虚实互动，让教学和实训更高效，操作方式包括虚拟示教器操作、手柄拖拽机器臂方式、实体示教器和Pad触摸式。

平台提供了大族机器人多行业（如：焊接、码垛、搬运、上下料、切割、喷涂等）应用场景。

3. 一起探索更好玩的机器人操作体验

不止于VR，大族机器人不断探索以前沿技术赋能机器人学习与使用。

我们与合作伙伴开发基于AR实现绝佳的机器人操作体验，让生产环节更简易，快和大族机器人一起探索更多实用、安全、简单、好玩的工作新模式。