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機器人學得好不好,示範決定!—帶你打造高良率機械手臂的祕密武器

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作者
Advantech ESS
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你有想過,為什麼有些機器人動作又快又準,有些卻總是「出奇招」?其實,訓練機器人就像教學徒:你教得清楚,他學得精準;你教得含糊,他也只能跟著含糊。今天,我們要和大家分享,如何在 Advantech 的平台上,用最聰明的方法錄製示範,打造出高良率的機械手臂!


打造機器人的第一步:錄製示範,實體還是虛擬?
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在 Advantech 的平台上,錄製示範有兩種路線:

  • 實體錄製:用真實機器人錄下每一個動作。
  • 虛擬錄製(Isaac Sim):在模擬環境中自動產生大量資料。

這兩種方式都能產出標準格式的資料集,最後一起用來訓練模型。今天,我們專注在實體錄製,讓你親手帶著機械手臂完成示範,直接教它怎麼做!

在開始前,平台會自動檢查硬體是否就緒——相機、Leader Arm、Follower Arm 缺一不可。沒準備好就無法繼續,確保每一項都在位是成功的第一步!


視角擺得好,機器人學得更好!
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視角比相機規格更重要?
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沒錯!你可能以為相機要越高解析越好,其實決定資料品質的,是「拍到了什麼」,不是「拍得多清楚」。想像:教人組裝零件,如果只給天花板視角,不管畫質多好都看不清楚細節。相反,只要角度正確,普通畫質也能讓人一看就懂。機器人學習也是如此。

標準配置:手腕+俯瞰,雙視角全掌握
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視角 位置 提供資訊 缺了會怎樣
手腕(Wrist) 夾爪附近,隨手臂移動 夾爪與物件的細節、抓取對位、夾爪開合時機 機器人不知道何時閉合夾爪
俯瞰(Top) 作業區上方 物件位置、手臂與目標的相對關係 機器人「盲目」重複軌跡

這兩個視角一動一靜、一近一遠,涵蓋大多數取放類任務所需資訊——這就是建議的起點配置,也是最常見的正解!

插圖 1|標準雙視角配置示意圖

第三路相機什麼時候該加?
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多一個視角不一定更好——只有在標準配置看不到關鍵資訊時才增設。常見情境:

  • 工件被手臂遮擋,俯瞰視角看不到接觸瞬間。
  • 任務需要判斷高度或深度(如插件、堆疊)。

小技巧:站到相機的位置親自看一次。你看不清楚的,機器人也看不清楚!

擺位四大原則
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  1. 相機絕不能動! 固定好、鎖緊,避免被碰到。
  2. 完整涵蓋任務範圍。 起點、終點、路徑都要入鏡。
  3. 光線要穩定。 若光線難以控制,固定錄製時間或加人工光源。
  4. 示範時就把「上線後的變化」錄進去。 工件位置會變?示範時就每次擺不同位置。

別忘了幫相機改名!
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平台自動偵測相機是編號,你得手動改名稱,對應實際擺位。這樣才能在錄製、檢查資料時一目了然。還要確認相機「啟用」狀態——未啟用的相機資料不會錄進來,這是最容易疏漏的小陷阱!


任務資訊設定:八個欄位,決定模型學習細節
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按下錄製頁右上角的任務資訊按鈕,會展開設定抽屜。每一個欄位都關乎資料品質:

  • 任務名稱(必填):建議帶上可辨識資訊,例如 pick_bolt_m6_wrist_top
  • 任務指令(必填):用一句話描述任務,例如「把螺絲從料盤夾到治具上」。
  • 目錄(資料集):資料管理層級,可多批任務存同一目錄。
  • FPS(預設 30):每秒記錄幾格畫面,預設值適用絕大多數情況。
  • 預熱時間(預設 5 秒):讓相機串流穩定、操作人員準備好。
  • 回合時間(預設 20 秒):單次示範錄製長度,依任務調整。
  • 重置時間(預設 5 秒):兩回合間空檔,讓現場復原。
  • 回合數(預設 5):連續錄製幾集,實際數量依策略調整。

插圖 2|任務資訊設定抽屜


一回合怎麼錄?操作循環全攻略
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錄製流程不是「按下開始等它錄完」這麼簡單,而是一個循環操作:

image_1786415200662.png

按鈕 用途 什麼時候按
開始 啟動錄製流程 設定確認好、手放在 Leader Arm 上
停止 中止流程 現場突發狀況
重試 丟棄這一集重錄 示範做壞了(最重要的按鈕!)
下一回合 提前結束進入下一集 任務完成,不想等回合時間
完成 結束錄製並寫入資料集 錄夠了

畫面會顯示「準備開始 → 預熱中 → 錄製中 → 重置中 → 儲存中」等狀態,每一集完成都會跳出提示。盯著這個狀態,確保每個動作都被錄進去!

小建議:回合時間設得略長,任務完成就按「下一回合」,省下空白時間,錄製效率大增!


示範品質決定模型上限:好示範 vs 壞示範
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這一節沒有介面,但決定整批資料的價值!

好示範的四個特徵
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  • 動作連貫:一氣呵成,沒有中途停下來思考。
  • 速度穩定:每一集節奏相近。
  • 路徑一致:大方向相同,允許自然差異。
  • 確實完成:任務完整做完。

五種情況要按「重試」
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症狀 為什麼要重錄
中途猶豫、停頓 模型會學到「停頓」動作
來回修正才對準 模型學到「先錯再修正」
手滑、碰倒工件 示範的是失敗,不是任務
中途擋住相機 關鍵畫面缺失
動作超出畫面範圍 模型看不到手臂去哪了,只學到動作消失

原則很簡單:你不會拿這一集教新同事,就不要留給模型。

壞示範的傷害大於沒有示範!少一集只是資料變少,留一集壞的卻是教錯內容——而且訓練時完全不會報錯,只有推論時手臂動作奇怪才發現,這時候回頭追查難度超高。當下重錄只要20秒,事後追查可能要重做整批!

插圖 3|好示範 vs 壞示範的軌跡對照


錄完之後:資料集管理,品質把關
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按下「完成」後,平台會自動將資料存成 LeRobot 標準格式——這是開源社群通用規格,錄製資料可直接沿用於其他工具鏈,實體錄製與模擬生成資料也能混合訓練,靈活又方便!

到資料工具頁面做兩件事:

  • 預覽:逐集播放影片,確認每一集都是完整可用示範。
  • 刪除單集:發現壞示範還能及時移除。

多次錄製的資料集還可以合併,再拿去訓練,資料管理靈活高效!

插圖 4|資料集預覽與單集刪除


錄製前檢查清單:成功一鍵啟動!
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視角

  • 手腕與俯瞰兩路接上、狀態顯示「連線中」且已啟用
  • 相機名稱已改成與實際擺位一致
  • 相機已固定牢靠,錄製過程不會被碰到
  • 任務起點、路徑、終點都在畫面範圍內
  • 光線穩定,不會明顯變化

任務設定

  • 任務名稱可辨識、指令具體明確
  • 回合時間足夠完成一次任務,沒有多餘空白
  • 重置時間足夠現場復原

現場

  • 工件、治具就位,有足夠備料錄完整批
  • 手臂活動範圍內無障礙物
  • 已考慮工件位置是否會變,示範時同步變化

Advantech 持續創新,讓自動化變得更簡單!
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示範錄製,是整個流程中唯一由人親手完成的環節,也是最容易被低估的一步。Advantech 平台自動化了錄製、儲存、格式轉換,但「示範做得好不好」只能靠你當下判斷!

相機決定模型能看到什麼,示範品質決定模型學到什麼。 擺錯視角,模型少了關鍵資訊;示範做壞,模型學到錯誤內容。這些問題不會在訓練階段出現,只會在推論時「手臂動作很奇怪」時找上你。

最重要的建議:錄的當下多按幾次「重試」,比事後追查省事太多! 一次示範只要20秒,一批壞資料卻可能浪費你幾小時訓練還找不出原因。

Advantech 持續研發、積極創新,為客戶提供最簡單高效的自動化解決方案。你決定機器人要學什麼,我們讓你教得更好!

下一篇將帶大家探索模擬環境錄製的高效新路線,敬請期待我們的深入解析!


Physical AI - 讓教機器人變得簡單,讓自動化變得可能。

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