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在巴伐利亞州的一個(gè)小村莊，Mathias Hubrich正在制造旨在代替人類(lèi)執行危險任務(wù)的遙控機器人?，F在，機器人也被用作教輔工具，因為西門(mén)子控制系統使之成為了學(xué)習自動(dòng)化技術(shù)的理想教具。

Mathias Hubrich采用西門(mén)子軟件讓他的Forbot A4具備人工智能。

俗諺有云：“人不可貌相，海水不可斗量”。用這句話(huà)來(lái)形容巴伐利亞州南部城鎮Chieming-Hart，真是再合適不過(guò)了。這座有4715位居民的小鎮擁有一座教堂、一家酒館、幾排整潔的房屋，以及由一棟曾用于開(kāi)辦銀行的建筑物改造而成的小倉庫和裝卸貨臺及數間辦公室。不過(guò)，這棟建筑物既不是倉庫也不是銀行。這個(gè)風(fēng)景如畫(huà)的靜謐之所，在其樸實(shí)無(wú)華的外表之下，隱藏的竟是一座聽(tīng)起來(lái)有些匪夷所思的機器人工廠(chǎng)。

樓前街上，人少車(chē)稀。在這里，Mathias Hubrich一手創(chuàng )建了這家名為Roboterwerk有限公司的機器人制造企業(yè)。一個(gè)夏日清晨，在一張因陋就簡(jiǎn)的工作臺前，他正專(zhuān)心致志地在蘋(píng)果電腦上埋頭苦干。Hubrich和他公司的兩名工程師Arno Klüglein和Manuel Wentenschuh的家就在鎮上。此時(shí)，他倆正在樓內進(jìn)行裝配和焊接工作。Hubrich說(shuō)：“許多人都從慕尼黑搬到了郊外。”他很高興的是，這個(gè)地區不乏技能嫻熟的工人。

他拿起iPhone，隨著(zhù)他的拇指劃過(guò)屏幕，一輛六輪車(chē)立即開(kāi)始移動(dòng)。它看起來(lái)有點(diǎn)像早期的火星探測器，只是少了那些精巧的上部結構。事實(shí)上，正是曾于1997年登陸火星的Sojourner探測器，激起了Hubrich從事機器人制造的興趣。當然，在地球上，控制機器人容易得多。從地球到火星，信號傳輸時(shí)間長(cháng)達7分鐘，而裝卸貨臺前的這輛小車(chē)，則能隨著(zhù)Hubrich每次劃動(dòng)拇指而立即作出響應。這個(gè)機器人可以左轉右轉、前進(jìn)后退，還能原地打轉。因其尺寸正好跟一張A4打印紙一樣大，而取名為“Forbot A4”，它可以立即執行每條指令。雖然小巧玲瓏，這輛車(chē)甚至能夠爬上山丘，并能暢通無(wú)阻地穿過(guò)茂密的草叢。

互聯(lián)網(wǎng)泡沫時(shí)期，時(shí)任一家互聯(lián)網(wǎng)公司*執行官的Hubrich開(kāi)發(fā)了他的*批概念機器人Robopark和Roboplay。這些裝置瞄準的對象是想要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)控制真正的機器人的電子游戲玩家。Hubrich還打算將這些機器人用于公司活動(dòng)。然而，這些計劃終成泡影，因為潛在投資者不愿涉足其中。相反，這些系統引起了德國的注意。從2004年起，Roboterwerk公司便定期為德國開(kāi)展研究項目。Forbot A4是這些早期概念機器人的后代；其他大型機器人尚在車(chē)間裝配之中。其中一個(gè)機器人裝配一個(gè)用于連接旋轉刷和真空吸塵器吸嘴的底座。該機器人經(jīng)專(zhuān)門(mén)設計，可在工廠(chǎng)通風(fēng)井內自主行進(jìn)，清除灰塵和油脂。試驗過(guò)程中拍攝的照片表明，該系統非常有效。經(jīng)它清掃之后，積垢厚實(shí)的受試通風(fēng)井煥然一新。

在Hubrich的會(huì )議室里，有一輛輪子上配備了電機、手柄上安裝了操縱桿的手推車(chē)。Hubrich說(shuō)：“我們用這輛手推車(chē)來(lái)清掃圍場(chǎng)。”操作該系統時(shí)，農夫只要走到手推車(chē)旁，就能開(kāi)動(dòng)起來(lái)，沿途收拾馬糞。Hubrich指出，“這令該任務(wù)用時(shí)縮短了三分之一。”

未來(lái)，兼業(yè)務(wù)農市場(chǎng)有望成為Roboterwerk公司的主營(yíng)市場(chǎng)之一。盡管牧場(chǎng)上草木蔥蘢，但當地許多農戶(hù)卻更愿意把奶牛圈養在牛棚里，因為這能減輕農活。正因如此，這種來(lái)自Chieming的自動(dòng)駕駛手推車(chē)或許也能讓奶牛過(guò)得更加快樂(lè )。

數字化大腦。開(kāi)發(fā)者Arno Klüglein揭開(kāi)了一輛Forbot A4的蓋子。在將該機器人與其iPhone連接起來(lái)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)天線(xiàn)的下方，是一個(gè)*的鏈式傳動(dòng)裝置、兩個(gè)充電電池組和一捆五顏六色的線(xiàn)纜。在所有這些組件的中間，是一個(gè)灰色的小盒子，上面印有西門(mén)子公司徽標。大多數線(xiàn)纜都匯接到這個(gè)小盒子上，它就是充當機器人“大腦”的可編程邏輯控制器（PLC）。它負責采集傳感器信號，如感應傳感器發(fā)射的信號，這些信號能讓機器人在工廠(chǎng)內沿著(zhù)鋁條行進(jìn)；或者激光掃描器發(fā)射的信號，這些信號旨在檢測機器人周?chē)欠翊嬖谡系K物。線(xiàn)纜的另一端連接電機。共有8條輸入線(xiàn)和10條輸出線(xiàn)。

必須對PLC進(jìn)行精心編程，以確保機器人按規定要求動(dòng)作。為此，Manuel Wentenschuh啟用了西門(mén)子的TIA博途（全集成自動(dòng)化）平臺。該軟件允許工程師定義控制系統的行為。盡管該軟件配備一個(gè)用于輸入隱含程序代碼的可選窗口，但大多數指令能通過(guò)計算機鼠標操作，簡(jiǎn)便地完成輸入和測試。該系統面向專(zhuān)業(yè)人士，但工程師僅需幾個(gè)小時(shí)培訓，就能開(kāi)始創(chuàng )建簡(jiǎn)單的指令序列。

1996年，西門(mén)子*發(fā)布TIA。2009年，西門(mén)子再度推出一個(gè)便捷的軟件環(huán)境，以及新的S7-1200控制系統——Forbot A4也使用了該控制系統。2010年，西門(mén)子推出TIA博途（全集成自動(dòng)化）平臺，將過(guò)去彼此獨立的三個(gè)軟件模塊并入一個(gè)統一的用戶(hù)界面。這些模塊包括一個(gè)控制配置系統、一個(gè)用戶(hù)界面設計工具（目前也可支持觸屏操作）和一個(gè)驅動(dòng)參數整定工具。

西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化集團市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Carsten Meier表示，“TIA博途有點(diǎn)像微軟辦公室軟件。雖然像Word和Excel這樣的應用程序執行的任務(wù)各不相同，但它們能相互協(xié)作，并且操作方式相同。”此外，TIA 博途采用涵蓋所有功能的單一用戶(hù)界面。這正是它被命名為“博途”的原因。它不僅在當時(shí)先河，至今依然。Meier說(shuō)：“在我們的競爭對手中，沒(méi)有哪家能提供可與之媲美的平臺。”S7-1200和S7-1500的問(wèn)世，確保先前的S7系列控制系統仍然有用武之地。西門(mén)子歷來(lái)重視保護客戶(hù)投資，因此，TIA博途還允許用戶(hù)對老舊硬件進(jìn)行編程。

Mathias Hubrich近承接的項目是DRIEM2 （德語(yǔ)“確保移動(dòng)操縱器*可靠”的首字母縮寫(xiě)）。目前，Roboterwerk公司正在與慕尼黑工業(yè)大學(xué)和因戈爾施塔特應用科學(xué)大學(xué)合作，為德國研究部開(kāi)發(fā)一個(gè)半自動(dòng)化機器人。該機器人將被用于諸如測定污染物等安全應用。

Birgit Vogel-Heuser是慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）的自動(dòng)化與信息系統學(xué)教授，她將該機器人的前身放在辦公室里。該裝置采用的是20世紀90年代的技術(shù)，操作起來(lái)很費勁。她說(shuō)：“DRIEM2得到了大幅改進(jìn)。”原來(lái)的機器人是用作掃雷器。Vogel-Heuser與Hubrich的相識正是始于該機器人，在Hubrich的引介下，Vogel-Heuser了解到來(lái)自Chieming-Hart的大型機器人和小巧的A4機器人。

教室里的機器人。Vogel-Heuser的會(huì )議室里有兩個(gè)Forbot A4機器人。其中一個(gè)依然沒(méi)有裝配上部結構，而另一個(gè)則配備了傳感器和執行器，能夠避免撞上障礙物或從桌邊跌落。然而，只有在其控制系統得到正確編程的情況下，該裝置才能做到這一點(diǎn)。從2013/2014年冬季學(xué)期開(kāi)始，這個(gè)任務(wù)將由學(xué)生來(lái)完成。實(shí)習期間，學(xué)生必須訓練機器人，以完成特定任務(wù)，譬如，沿著(zhù)一條波浪形線(xiàn)路行進(jìn)。Vogel-Heuser表示，雖然采用樂(lè )高公司的Mindstorms機器人也能做到這一點(diǎn)，但這些系統不支持傳統控制技術(shù)。她說(shuō)：“借助工業(yè)技術(shù)，我們的學(xué)生掌握了解決問(wèn)題的方法。”

學(xué)生們還學(xué)會(huì )了對市場(chǎng)*西門(mén)子公司出品的控制系統進(jìn)行編程。不僅慕尼黑工業(yè)大學(xué)的培訓機器人使用了這些系統，學(xué)生們畢業(yè)以后將在工作中用到的機器，也有80%以上使用了這些系統。甚至自動(dòng)飲料售貨機也使用了這些系統。從一開(kāi)始，學(xué)生就在使用TIA博途平臺，因為大多數企業(yè)都已經(jīng)用它取代老式編程工具。

Vogel-Heuser任教院系的博士研究生Jens Folmer表示，大多數學(xué)生都能順利自如地使用TIA博途平臺。他開(kāi)設了一門(mén)將Forbot A4機器人用于教學(xué)的課程。他說(shuō)，一個(gè)困難在于，可編程控制裝置的工作原理是，實(shí)時(shí)系統采用時(shí)鐘周期，同時(shí)按規定時(shí)間間隔詢(xún)問(wèn)傳感器。許多人都不習慣這一點(diǎn)，因為這種方式與許多計算機程序所用的過(guò)程式編程技術(shù)相互沖突。他說(shuō)：“不過(guò)，我們的學(xué)生很快就領(lǐng)悟了其中的竅門(mén)。得益于這些機器人，他們在寓教于樂(lè )中掌握了相關(guān)知識。”