Boston Dynamics 聚焦自主性、彈性與安全性，將其機器人專業知識應用於商用機器人解決方案，同時採用倍福的自動化及整合安全技術
隨著內部物流行業快速發展，移動機器人技術將變得更加重要。許多解決方案均可將紙箱與手提箱從 A 點移至 B 點。但當論及從輸送帶或半拖車與貨櫃抬起紙箱以便裝上棧板及從棧板卸下時，就會面臨限制。為以更有效的方式滿足倉庫與配送中心的要求，Boston Dynamics 開發了名為 Stretch™ 的創新機器人解決方案。這款用於卸載應用的自動移動案例處理解決方案結合了這家機器人領導者三十年的研發經驗與倍福的自動化及整合安全技術。
Stretch 從頭開始設計以便滿足此產業的需求，其底座精巧且具高度機動性，可朝任何方向安全移動，穿越坡道或其他障礙物。感知杆採用先進電腦視覺來進行快速精確的案例偵測。Stretch 的獨特之處在於其專用機械手臂具 7 個自由度及可調整真空夾子，可與感知系統搭配使用，操縱廣泛紙箱組合。大容量電池選項可為 Stretch 提供兩個完整班次的電力，支援連續、彈性卸載。
與 Boston Dynamics 的其他機器人設計一樣，Stretch 協助人們在製造業與倉儲業管理沉悶、骯髒及危險的應用，Stretch 硬體工程技術總監 Matthew Meduna 解釋道：「SPOT® 使用者發現機器人價值極高，能夠自動有效執行許多工作，例如檢查工業設備、偵測危險氣體或調查可疑包裹等等，進而避免人類受到傷害。對於 Stretch 來說，若要在倉庫與第三方物流設施，例如拖車卸貨，持續配備人員相當困難，因此自動化工作同樣可帶來相當驚人的價值。」
Stretch 開發團隊視人員安全為首要任務
Boston Dynamics 為 Stretch 設定了幾個目標。機器人需具自主性，隨著環境與處理要求改變以智慧方式應對，這點是其另一主要市場差異化因素。其需能擴展 Boston Dynamics 其他平台的頂尖操縱能力，就內部物流提供重要客戶價值。且其需具機動性，以便全天在不同工作之間均能展現自主性及操縱能力。然而，為了以高系統可用性達成這些功能，Stretch 解決方案需要提供強大安全功能，以便防止受傷或損壞。
Meduna 表示：「我們必須找到一種解決方案，支援機器人所需的所有不同類型感測器與安全功能，同時為乙太網黑色通道安全通訊協定提供可靠支援。」 「倍福提供的完美搭配包含了 TwinSAFE 整合式作業安全與機器控制技術。」
Boston Dynamics 工程團隊於 2019 年 Stretch 設計早期階段開始與當地倍福專家合作，包括區域業務工程師 Brian Buck。Buck 補充說：「當 Boston Dynamics 選擇在機器人內部與外部採用我們的技術作為控制及安全整體解決方案一環時，倍福提供的彈性與廣泛選項是決定性因素。」
TwinSAFE 採用了值得信賴的 EtherCAT 故障安全 (FSoE) 標準，獲得 TÜV 認證，甚至可在分層安全架構透過 Wi-Fi 傳遞安全狀態。FSoE 利用黑色通道法，透過標準 EtherCAT 工業乙太網系統傳送安全資料。EtherCAT 的優點包含 ¾ 即時通訊、自由拓撲選擇、單一網路高達 65,535 個節點、廣泛診斷功能等 ¾ 均可供安全系統使用。TwinSAFE 解決方案減少了佈線、安全開關硬接線以及不同軟體套件的管理，這有助簡化實施安全系統。
透過使用倍福的 TwinSAFE SC (單通道)，Stretch 也獲得優勢。這可新增標準模擬訊號，確保移動機器人的安全位置與安全速度。TwinSAFE SC 同時支援控制及安全任務標準訊號，協助機械達到第 3 類性能等級 d 的安全等級。此外，無需專門安全編碼器。取而代之的是，可利用標準編碼器搭配使用完整 TwinSAFE SC 編碼器輸入訊號類型，包括 SSI 介面、Sin/Cos、EnDat 2.2、增量編碼器 RS422 與增量編碼器 24V HTL。
標準化、簡化，最重要的是安全
每個 Stretch 機器人內部均配備 CX5130 嵌入式控制器，可監控系統，且可與單獨 PC 通訊以便進行機群管理。Meduna 說：「CX5130 可確定機器人是否處於足夠安全的環境來允許運動；當控制軟體要求時，可接合配電區域釋放剎車。」 除數個 EtherCAT 終端機外，TwinSAFE 與 TwinSAFE SC 終端機，包括 EL1918、EL2912 與 EL2904 也可處理安全功能。這些對於監控機械臂的關節以及車輪速度與角度至關重要。兩個單通道編碼器介面會驗證定位資料準確性：EL5001-0090 適用 SSI，EL5101-0090 則適用具差分訊號 (RS422) 或 TTL 單端訊號的增量編碼器。
遠端機群管理面板採用 CX8190 嵌入式控制器，類似 EtherCAT 與 TwinSAFE 模組陣容，來確保工作區整體安全。這些會讀取來自以下各項的輸入內容：緊急停止、安全 I/O、手推車或輸送帶偵測，以及碼頭或作業區電纜偵測。Buck 解釋說：「此控制設定可處理 Stretch 工作單元周圍的任何安全通訊。」 「除棧板照明控制外，這些技術也可讓機群管理員透過本地 Wi-Fi 網路無線控制 Stretch 機器人的安全狀態。例如，如果按下緊急停止或者人員進入工作區域，Stretch 將進入安全模式。」
倍福的 TwinCAT 3 自動化軟體為安全應用提供端到端工程環境與運行時間。Boston Dynamics 團隊依賴 TwinCAT 來編程 PLC 與安全邏輯，同時採用即時乙太網通訊來與解決方案的其他電腦交談 UDP。工程師可藉助 TwinCAT 運用其最熟悉或最適合專案的語言來進行編程，包括可用的 IEC 61131-3 語言及其物件導向擴展功能、功能區塊，以及 Microsoft Visual Studio™ 的電腦科學標準。Meduna 表示：「對於這些標準的支援讓我們能夠考慮建立龐大自動化組件生態系統。」 「在我們繼續開發整合解決方案的過程，這一點非常重要。」
移動機器人帶來高度投資報酬率
Stretch 於 2022 年初推出商業運用，與市場其他移動機器人具顯著區別。Stretch 可自動卸載卡車與貨櫃，同時保持驚人彈性。透過強大真空抓手與先進視覺系統，機器人可處理各種包裹類型，最多 50 磅
，無需 SKU 編號預編程或箱子尺寸資訊。若有任何包裹於卸載過程移動或掉落，甚至可自主取回。
倍福強大的產品組合以及來自業務與應用工程師的可靠支援，確保了成功推出。倍福的各種裝置與選項讓 Boston Dynamics 得以在非常短的時間內迅速提升 Stretch 機器人的功能安全覆蓋範圍。Meduna 說：「這讓我們能夠靈活應對新設計變化，支援許多不同現成感測器與組件。」
展望未來，Boston Dynamics 計畫採用廣泛倍福技術來為獨特客戶應用提供最佳支援，確保隨著機器人技術不斷發展達到最大安全性與可靠性。他補充道：「我們一直在開發及發佈新軟體、硬體與系統改進，以便提高我們機器人的能力來協助人們應用於真實世界。」 「創新是我們公司的命脈。Boston Dynamics 奠基於近 30 年對於先進移動機器人的研發，這些努力正在透過 Stretch 等商用產品取得成果。」