利用机器人以低接触力交互作用对递送对象进行计算机控制的定位的制作方法

1.本发明一般涉及机器人领域，更具体地说，涉及使用计算机控制的定位设备定位选定对象。


背景技术：

2.计算机控制的机器人定位设备允许与对象交互。这些设备允许对象的受控移动和精确定位。现代的定位设备可以快速夹持和移动重负载。不幸的是，牢固地夹持重负载所需的力可能对所接合的对象施加破坏力。如果与过大的压力接合，则诸如精密电子器件和其它易碎部件的一些对象可能被损坏。当这些部件没有被适当地处理时，会发生严重的部件损坏。


技术实现要素：

3.根据一个实施例，一种使用计算机控制的定位设备定位对象的计算机实现的方法包括经由控制接口识别计算机和与计算机操作性关联的定位设备，定位设备具有基本上中空的内部腔室。计算机识别位于内部腔室内的主要位置处并且相对于腔室具有主要取向的选定对象。计算机识别第一元件阵列，第一元件阵列被构造和布置成生成足以将选定对象保持在主要位置的无接触支撑力。计算机识别第二元件阵列，第二元件阵列被构造和布置成提供足以在内部腔室内移动选定对象的无接触交互力。计算机经由控制接口与对象交互，以调整支撑力和交互力中的至少一个，从而将选定对象放置到次要位置或次要取向中的至少一个。根据本发明的各方面，计算机识别具有与所述定位设备的内部腔室基本上同轴的套筒内部腔室的可移动套筒。计算机经由所述控制接口将套筒移动到相对于定位设备的内部腔室延伸的位置。次要位置或次要取向中的至少一个在套筒内部腔室内。根据本发明的各方面，计算机识别与内部腔室相关联的相机，并且相机适于并布置成识别选定对象相对于至少一个定位基准的当前位置。与选定对象交互至少部分地参考由所述相机发送的信号来进行。根据本发明的各方面，支撑力选自由声辐射力和磁力组成的列表。根据本发明的各方面，力生成元件中的至少一个被独立控制，并且支撑力和交互力中的至少一个的调整至少部分地基于独立控制。根据本发明的各方面，计算机将定位设备识别为发送定位设备，并将与所述发送定位设备基本上相同的第二定位设备识别为接收定位设备；并且至少一个次要位置或次要取向在第二定位设备内。根据本发明的各方面，计算机将选定对象识别为计算机针对其具有存储的一组相关联的交互的对象；并且其中，在所存储的一组交互内识别次要位置或次要取向中的至少一个。
4.根据另一实施例，一种使用计算机控制的定位设备定位对象的系统，该系统包括：计算机系统，包括具有随其体现的程序指令的计算机可读存储介质，所述程序指令可由计算机执行以使所述计算机：经由控制接口识别计算机和与计算机操作性关联的定位设备，所述定位设备具有基本上中空的内部腔室；识别位于所述内部腔室内的主要位置处并且相
对于所述内部腔室具有主要取向的选定对象；识别第一元件阵列，第一元件阵列被构造和布置成生成足以将选定对象保持在所述主要位置的无接触支撑力；识别第二元件阵列，第二元件阵列被构造和布置成提供足以在所述内部腔室内移动所述选定对象的无接触交互力；以及由所述计算机使用所述接口与所述对象交互，以调整所述支撑力和所述交互力中的至少一个，从而将所述选定对象放置到次要位置或次要取向中的至少一个。
5.根据另一实施例，一种使用计算机控制的定位设备在环境内定位对象的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括具有随其体现的程序指令的计算机可读存储介质，所述程序指令可由计算机执行以使所述计算机：经由控制接口识别计算机和与所述计算机操作性关联的定位设备，所述定位设备具有基本上中空的内部腔室；使用所述计算机识别位于所述内部腔室内的主要位置处并且相对于所述内部腔室具有主要取向的选定对象；使用所述计算机识别第一元件阵列，第一元件阵列被构造和布置成生成足以将选定对象保持在所述主要位置的无接触支撑力；使用所述计算机识别第二元件阵列，第二元件阵列被构造和布置成提供足以在所述内部腔室内移动所述选定对象的无接触交互力；以及使用所述计算机由所述计算机使用所述接口与所述对象交互，以调整所述支撑力和所述交互力中的至少一个，从而将所述选定对象放置到次要位置或次要取向中的至少一个。
6.本公开认识到并解决了与用计算机控制的设备夹持精细对象相关联的缺点和问题。
附图说明
7.本发明的这些和其它目的、特征和优点将从以下结合附图阅读的对其说明性实施例的详细描述中变得显而易见。附图的各种特征不是按比例的，因为为了清楚起见，图示是为了帮助本领域技术人员结合详细描述理解本发明。附图如下所示：
8.图1是示出根据本发明实施例用于电话会议中的输入部件激活的计算机实现的优化的系统的概况的示意性框图。
9.图2是示出使用图1所示的系统实施的方法的各方面的流程图，该方法是根据本发明的各方面使用计算机控制的、低接触力生成定位设备定位对象的方法。
10.图3是示出使用图1所示的系统实施的方法的各方面的流程图，该方法是根据本发明的各方面使用计算机控制的、低接触力生成定位设备定位对象的方法。
11.图4是示出使用图1所示的系统实施的方法的附加方面的流程图，该方法是根据本发明的各方面使用计算机控制的、低接触力生成定位设备定位对象的方法。
12.图5是示出使用图1所示的系统实施的方法的附加方面的流程图，该方法是根据本发明的各方面使用计算机控制的、低接触力生成定位设备定位对象的方法。
13.图6是在根据本发明的各方面使用计算机控制的、低接触力生成定位设备定位对象的方法中使用的定位设备的部分的等距视图。
14.图7a是图6所示的定位设备的局部侧视图，示意性地示出了根据本发明的各方面的内部腔室和在主要位置支撑、监视选定对象并与选定对象交互的元件。
15.图7b是图6所示的定位设备的局部侧视图，示意性地示出了根据本发明的各方面的内部腔室和在次要位置支撑、监视选定对象并与选定对象交互的元件。
16.图8a是图6所示的定位设备的局部端视图，示意性地示出了根据本发明的各方面
的内部腔室和处于主要取向的选定对象。
17.图8b是图6所示的定位设备的局部端视图，示意性地示出了根据本发明的各方面的内部腔室和使选定对象移动到次要取向的元件。
18.图9是具有可延伸套筒的定位设备的实施例的部分的等距视图，该定位设备用在根据本发明的各方面使用计算机控制的、低接触力生成定位设备定位对象的方法中。
19.图10是图9所示的定位设备的局部侧视图，示意性地示出了根据本发明的各方面的内部腔室和处于次要位置的选定对象。
20.图11是在根据本发明的各方面使用计算机控制的、低接触力生成定位设备定位对象的方法中协作的两个定位设备的部分的立体图。
21.图12是示意性地示出根据本发明的各方面的处于对象转移取向的图11所示的定位设备的内部腔室和处于主要位置的选定对象的局部侧视图。
22.图13是示意性地示出根据本发明的各方面的处于对象转移取向的图12所示的定位设备的内部腔室和处于次要位置的在定位设备之间部分转移的选定对象的的局部侧视图。
23.图14是示出根据本公开的实施例的计算机系统的示意性框图，该计算机系统可以全部或部分地并入图1所示的一个或多个计算机或设备中，并且与图1所示的系统和方法协作。
24.图15示出了根据本发明实施例的云计算环境。
25.图16示出了根据本发明实施例的抽象模型层。
具体实施方式
26.提供参考附图的以下描述以帮助全面理解如由权利要求书及其等效物限定的本发明的示例性实施例。它包括各种具体细节以帮助理解，但是这些细节应被认为仅仅是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对本文所述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，可以省略对公知功能和结构的描述。
27.在以下说明书和权利要求书中使用的术语和词语不限于书目含义，而仅仅用于使得能够清楚和一致地理解本发明。因此，对于本领域技术人员来说，很明显，本发明的示例性实施例的下列描述仅是为了说明的目的，而不是为了限制由所附权利要求书及其等同物所限定的本发明。
28.应当理解，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物，除非上下文另外清楚地指明。因此，例如，提及“参与者”包括提及一个或多个这样的参与者，除非上下文另外清楚地指明。
29.现在结合参考附图，并特别参考图1和图2，概述了使用可在系统100内使用的计算机控制的、低接触力生成定位设备来定位对象的方法，如由具有任选共享的存储设备104的服务器计算机102执行的。服务器计算机102包括对象位置评估模块(olam)106，其确定选定对象108的当前位置的适合性。如下面将更全面地讨论的，服务器计算机102经由控制接口114与一个或多个定位设备110、112操作控制，并且基于来自olam 106的信息，确定选定对象108是否处于期望位置，并相应地引导系统100内的部件。
30.每个定位设备110、112包括以大致无接触的方式接合选定对象108的部件，在细长壳体组件109的内部腔室111内具有最小量的接触。特别地，定位设备110、112每个包括支撑力元件116的阵列，其共同生成能够支撑放置在定位设备110的内部腔室111内的选定对象108的无接触支撑力118(例如，如图6所示)。支撑力元件116被分组成围绕内部腔室111布置的协作阵列(例如，如图7a和7b中所示)。根据本发明的各方面，支撑力元件116是生成高频(例如，高于25khz)波的波源(例如，超声换能器等)。支撑力元件116被布置成使得所生成的波118将相长干涉以生成驻波，所述驻波的特征在于能够支撑具有低于约10立方毫米的体积及通常在1毫克到25毫克范围内的重量的轻量对象(例如，低于约200mg)的高压区及低压区。根据本发明的各方面，期望选定对象是相对小的电子部件或其它类似的易碎元件，诸如计算机电路等。
31.定位设备110、112的各方面将以最小量的力接合选定对象108，从而确保安全、无损的对象操纵。当均匀地施加这些力118时，在没有其它干预力(诸如来自交互力元件120的那些力122)的情况下，选定对象108将倾向于停留在内部腔室111内的一个位置。根据本发明的各方面，选定对象108可被支撑在位于无接触支撑力118的驻波中的固定高压节点内。根据本发明的各方面，支撑力元件116和交互力生成元件120位于定位设备壳体组件109内，接近且通常至少部分地围绕壳体组件内部腔室111。根据本发明的各方面，服务器计算机102使用所存储的(或存在于服务器计算机可用的源中)关于选定对象108的信息来估计选定对象权重。在一个实施例中，如本领域技术人员所知，服务器计算机102将计算适合于选定对象108的声辐射力(也称为声悬浮力)，并且将引导支撑力元件116相应地生成支撑力118。根据本发明的各方面，这些声学驻波足以将选定对象108维持在距支撑力元件116期望距离(例如，图7b中所示的径向距离“d”)。根据本发明的各方面，服务器计算机102可选择性地调整在支撑力元件116的阵列内生成的力118的强度以策略性地向选定对象108传递运动。在一些实施例中，定位设备110、112是安装在由服务器计算机102经由控制接口114控制的动态铰接设备支架115上的机器人臂。根据本发明的各方面，服务器计算机102可通过控制接口114(例如，控制面板)和设备支架115来控制定位设备的各种部件。
32.注意，在一些实施例中，支撑力元件116生成适于支撑适当材料(例如，铁磁材料或响应于由本领域技术人员选择的磁力的其它已知材料)的对象的协作磁力。在一个实施例中，支撑力元件116是磁性的，生成基本上吸引的磁力。在其它实施例中，支撑力元件116生成实质上排斥的已知磁力。根据本发明的各方面，一个或多个霍尔效应传感器(未示出)可用于调整所生成的磁力(例如，无接触支撑力118)，以将选定对象108维持在距支撑力元件116的期望距离(例如，图7b中所示的径向距离“d”)。
33.根据本发明的各方面，定位设备110、112包括被布置为监视壳体组件内部腔室602的相机124，从而允许服务器计算机确定选定对象108的当前位置。根据本发明的各方面，内部腔室111、130、1002包括参考标记(未示出)以帮助确定选定对象108的定位。服务器计算机102向olam发送参考图像(例如，多个静止图像或视频)以用于根据需要处理和识别选定对象位置作为将选定对象从主要位置移动到次要位置中(例如，将选定对象从图7a所示的主要位置移动到图7b所示的次要位置，或者将选定对象从图8a所示的主要取向移动到图8b所示的次要取向)的一部分。
34.根据本发明的各方面，定位设备110、112包括交互力生成元件120，其协作地生成
足以改变选定对象108的位置的对象移动力122。特别地，对象移动力122足以挪动选定对象108位置(例如，沿着图7a和图7b中共同示出的内部腔室111的主轴604的轴向平移)、选定对象取向(诸如，围绕内部腔室111的主轴602旋转)以及两者的组合。服务器计算机102可以通过适当地引导交互力生成元件120以将选定对象108移动到期望的位置和取向来实现选定对象位置的其他改变。
35.根据本发明的各方面，交互力生成元件120是产生流体(例如，诸如空气或被选择为适于与选定对象108交互的其它流体)的射流(或类似的受控流动)的喷嘴，所述射流将选定对象从主要位置或取向推进并移动到相应的次要位置或取向。交互力生成元件120与流体源(未示出)流体连通，以提供由服务器计算机102引导的流体，从而基于来自olam106的输入将选定对象108引导到期望的第二位置。注意，服务器计算机102还可以使支撑力生成元件116生成可以将选定对象从一个位置引导到另一个位置的无接触支撑力118。根据本发明的各方面，单独地识别支撑力生成元件116和交互力生成元件120中的每一者，且可个别地控制和激活各种元件中的每一者以选择性地将运动传递给选定对象108。注意，可以一起生成磁力或超声力的变化，以将选定对象从第一或主要位置移动到次要位置。特别地，支撑力元件116可以生成单独调整的触觉力或磁力(例如，沿着内部腔室111的主轴602变化的力)，以将选定对象108推动到各种位置和取向。
36.现在具体参照图2，并且一般地参照其它附图，将描述根据本发明的各方面使用计算机控制的、低接触力生成定位设备定位对象的方法。在框202，服务器计算机102经由控制接口114识别与服务器计算机操作性关联的定位设备110；定位设备具有中空的、基本上圆柱形的内部腔室111。
37.在框204，服务器计算机102经由对象位置评估模块(olam)106和照相机124识别位于内部腔室内的主要位置处的选定对象108；选定对象108具有相对于内部腔室111的主要取向，并且该位置由相机124跟踪。
38.在框206，服务器计算机102识别第一元件阵列(例如，支撑力生成元件116)，第一元件阵列被构造和布置成生成足以将选定对象108保持在由主要位置和主要取向(例如，分别如图7a和图8a所示)表征的主要位置的无接触支撑力118。根据本发明的各方面，支撑力生成元件116产生均匀的力，该力将选定对象108保持(并选择性地调整)在如由服务器计算机102经由控制接口114所指示的期望位置和取向。
39.在框208，服务器计算机102识别第二元件阵列(例如，交互力生成元件120)，第二元件阵列被构造和布置成生成足以将选定对象108从由主要位置和主要取向(例如，分别如图7a和图8a所示)表征的主要位置移动到由次要位置和次要取向(例如，分别如图7b和图8b所示)表征的次要位置的无接触对象移动力。根据本发明的各方面，支撑力生成元件116协作地产生均匀的力，该力将选定对象108保持(并选择性地调整)在如由服务器计算机102经由控制接口114所指示的期望位置和取向。
40.在框210，服务器计算机102经由olam106和相机124确定选定对象108是否位于期望位置。根据本发明的各方面，期望位置可由用户经由控制接口114来提供，并且如果选定对象位于期望位置，则不采取进一步的动作，直到通过控制接口指示新的期望位置。然而，如果选定对象108的当前位置是不可接受的或不期望的，则控制前进到框302。根据本发明的各方面，次要位置可以位于定位设备110内，可以在远程工作表面上，并且甚至可以与第
二定位设备112相关联。
41.如果服务器计算机102已经确定选定对象108不在期望位置，则在框302，服务器计算机经由控制接口114确定选定对象的期望位置是否在壳体组件109的跨度内(例如，如图10中的附图标记“l1”所示)。如果服务器计算机102确定选定对象108的期望位置在壳体组件109的跨度l1内，则在框304，服务器计算机经由控制接口114与选定对象108交互，经由控制接口114，调整无接触支撑力118、交互力(例如，对象移动力122)或两者的组合中的至少一个，以将选定对象放置到壳体组件109的内部腔室111内的相应的次要位置、次要取向或两者。特别地，服务器计算机102引导交互力生成元件120施加足以将选定对象108推入新位置、新取向或两者的组合的对象移动力122。根据本发明的各方面，对象移动力122可以被引导基本上沿着内部腔室主轴602(例如，以将选定对象平移到壳体组件109的内部腔室111内的次要位置，如图7a和图7b中共同示出的)、基本上圆周地围绕内部腔室主轴(例如，以将选定对象旋转到壳体组件109的内部腔室111内的次要取向，如图8a和图8b中共同示出的)、或某种组合(例如，以提供其它适当的位置或取向)。根据本发明的一些方面，服务器计算机102可以引导支撑力生成元件116来调整无接触支撑力118，以提供对选定对象108的补充运动控制。服务器计算机102监视来自相机124的图像，并且一旦选定对象108处于期望的次要位置(例如，如图7b和8b所示)，就引导交互力生成元件120(以及选择性地，支撑力生成元件116)将其保持在适当位置，并且控制返回到框210以进行进一步的位置评估。
42.如果服务器计算机102确定选定对象108的期望位置不在壳体组件109的跨度l1内，则在框402处，服务器计算机102经由olam106确定选定对象108的期望位置是否在与定位设备110相关联的延伸的内部腔室1002内。具体地，服务器计算机确定选定对象的期望位置是否在布置在壳体组件109外部并与其同轴对准的外部套管902的跨度l2内。如果合适，基于来自olam106的输入，在框404，服务器计算机102经由控制接口114沿着壳体组件109的外部、沿着主轴602滑动外部套筒902。在一个实施例中，外部套筒902包括支撑力生成元件116、交互力生成元件120、相机124等的补充阵列，如在壳体组件109中所见，使得服务器计算机可以使用外部套筒来在外部套筒902的内部腔室1002的跨度l2中使用壳体组件109的选定对象支撑、重新定位和位置监控能力(例如，如图10所示)。
43.一旦服务器计算机102已经确定选定对象108的期望位置在壳体组件902的跨度l2内并且外部套筒902已经被延伸，则在框406处，服务器计算机102经由控制接口114通过调整无接触支撑力118、交互力(例如，对象移动力122)或者两者的组合中的至少一个来与选定对象108交互，以将选定对象放置到壳体组件902的内部腔室1002内的相应的次要位置、次要取向或者两者。特别地，服务器计算机102引导交互力生成元件120施加足以将选定对象108推入内部腔室1002内的新位置、新取向或两者的组合的对象移动力122。根据本发明的各方面，对象移动力122可以被引导基本上沿着内部腔室主轴602(例如，以将选定对象平移到壳体组件902的内部腔室1002内的次要位置)、基本上圆周地围绕内部腔室主轴(例如，以将选定对象旋转到壳体组件902的内部腔室1002内的次要取向)、或一些组合(例如，以提供其它适当的位置或取向)。根据本发明的一些方面，服务器计算机102可以引导支撑力生成元件116来调整无接触支撑力118，以提供对选定对象108的补充运动控制。服务器计算机102监视来自相机124的图像，并且一旦选定对象108处于期望的次要位置，就引导交互力生成元件120(以及选择性地，支撑力生成元件116)将其保持在适当位置，并且控制返回到框
210以进行进一步的位置评估。
44.根据本发明的各方面，选定对象108的期望位置可以超过壳体组件109的内部腔室111的跨度l1以及超过可延伸套筒902的内部腔室1002的跨度l2。在这种情况下，服务器计算机102可以在框502经由olam 106确定将选定对象108从第一定位设备110转移到第二定位设备112，并识别适当的第二定位设备112(例如，如图11所示)。在框508，服务器计算机102经由控制接口114将第一和第二定位设备110、112放置在对象转移取向(例如，将每个的主轴对齐并将圆筒接口面边缘126、128彼此靠近地放置)，如图12所示。注意到根据本发明的各方面，第二定位设备112基本上是定位设备110的复制品，并且两个定位设备具有可比的元件阵列116、120、相机124等。在框510，服务器计算机102使用控制接口114与选定对象交互，以调整所述支撑力和所述交互力中的至少一个，以将所述选定对象放置到第二定位设备112内的次要位置或次要取向的至少一个(如图12和图13中共同所示)。根据本发明的各方面，在定位设备110、112之间转移选定对象是在如果有任何物理触摸可忽略的情况下完成的。注意，在定位设备110、112之间转移选定对象108在组件设置中是特别有用的，其中选定对象108可以在制造、部件精加工等期间经历一系列处理交互。根据本发明的各方面，活动分组可以与给定的选定对象108相关联，并且这些对象之间的自动交互、定位设备110、112和单个定位设备元件(例如，支撑力生成元件116、交互力生成元件120、相机124等)可以由服务器计算机存储。当选定设备108的身份(例如，通过与所述相机124自动识别、通过控制接口114直接识别、或本领域技术人员选择的其它方法)与具有存储的交互组的设备的身份匹配时，这些自动交互步骤可以自动执行。这种存储的交互安排在重复性任务期间是有用的，并且提高了系统100的操作效率，最大限度地减少用户交互和监督。
45.根据本发明的各方面，如果期望的次要位置超出壳体组件109、超出可延伸的外部套管902、并且不在第二定位设备112内，则在框504，服务器计算机102触发并报警，并且控制返回到框210以进行进一步处理。
46.关于流程图和框图，本公开的附图中的流程图和框图示出了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个框可以表示指令的模块、段或部分，其包括用于实现指定的(一个或多个)逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方案中，框中所注明的功能可不按图中所注明的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意，框图和/或流程图图示的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以由执行指定功能或动作或执行专用硬件和计算机指令的组合的专用的基于硬件的系统来实现。
47.参考图14，系统或计算机环境1000包括以通用计算设备的形式示出的计算机图形1010。本发明的方法例如可以以程序1060实现，包括在计算机可读存储设备或计算机可读存储介质上实现的程序指令，计算机可读存储介质例如通常被称为存储器1030，并且更具体地被称为计算机可读存储介质1050。这种存储器和/或计算机可读存储介质包括非易失性存储器或非易失性存储装置。例如，存储器1030可以包括诸如ram(随机存取存储器)或rom(只读存储器)的存储介质1034，以及高速缓冲存储器1038。程序1060可由计算机系统1010的处理器1020执行(以执行程序步骤、代码或程序代码)。附加数据存储装置也可被实现为包括数据1114的数据库1110。计算机系统1010和程序1060是计算机和程序的一般表
示，其可以是用户本地的，或者作为远程服务(例如，作为基于云的服务)提供，并且可以在进一步的示例中使用通信网络1200可访问的网站(例如，与网络、因特网或云服务交互)来提供。应当理解，计算机系统1010在本文中还一般地表示计算机设备或包括在诸如膝上型或台式计算机等的设备中的计算机，或者一个或多个服务器，其单独或作为数据中心的一部分。计算机系统可以包括网络适配器/接口1026和(一个或多个)输入/输出(i/o)接口1022。i/o接口1022允许与可以连接到计算机系统的外部设备1074输入和输出数据。网络适配器/接口1026可以提供计算机系统与一般地示为通信网络1200的网络之间的通信。
48.计算机1010可以在计算机系统可执行指令的一般上下文中描述，诸如由计算机系统执行的程序模块。通常，程序模块可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、逻辑、数据结构等。方法步骤和系统组件和技术可以在用于执行方法和系统的每个步骤的任务的程序1060的模块中实现。这些模块在图中一般表示为程序模块1064。程序1060和程序模块1064可以执行程序的特定步骤、例程、子例程、指令或代码。
49.本公开的方法可以在诸如移动设备的设备上本地运行，或者可以在例如可以是远程的并且可以使用通信网络1200访问的服务器1100上运行服务。程序或可执行指令也可以作为服务由提供商提供。计算机1010可以在分布式云计算环境中实践，其中任务由通过通信网络1200链接的远程处理设备执行。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储器存储设备的本地和远程计算机系统存储介质中。
50.计算机1010可以包括各种计算机可读介质。这样的介质可以是可由计算机1010(例如，计算机系统或服务器)访问的任何可用介质，并且可包括易失性和非易失性介质，以及可移动和不可移动介质。计算机存储器1030可以包括易失性存储器形式的附加计算机可读介质，诸如随机存取存储器(ram)1034和/或高速缓冲存储器1038。计算机1010还可以包括其他可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机存储介质，在一个示例中，便携式计算机可读存储介质1072。在一个实施例中，计算机可读存储介质1050可被提供用于从不可移动、非易失性磁介质读取和向其写入。计算机可读存储介质1050可以例如被实现为硬盘驱动器。可以提供附加的存储器和数据存储装置，例如，作为用于存储数据1114并与处理单元1020通信的存储系统1110(例如，数据库)。数据库可以存储在服务器1100上或者是其一部分。尽管未示出，但是可以提供用于从可移动、非易失性磁盘(例如，“软盘”)读取和向其写入的磁盘驱动器，以及用于从诸如cd-rom、dvd-rom或其它光学介质等可移动、非易失性光盘读取或向其写入的光盘驱动器。在这样的实例中，每个可以通过一个或多个数据介质接口连接到总线1014。如下面将进一步描绘和描述的，存储器1030可以包括至少一个程序产品，该程序产品可以包括被配置为执行本发明的实施例的功能的一个或多个程序模块。
51.例如，本公开中描述的(一个或多个)方法可以体现在一个或多个计算机程序中，一般称为程序1060，并且可以存储在计算机可读存储介质1050中的存储器1030中。程序1060可以包括程序模块1064。程序模块1064通常可以执行如这里描述的本发明的实施例的功能和/或方法。一个或多个程序1060存储在存储器1030中并且可由处理单元1020执行。作为示例，存储器1030可将操作系统1052、一个或多个应用程序1054、其它程序模块、以及程序数据存储在计算机可读存储介质1050上。可以理解，存储在计算机可读存储介质1050上的程序1060、操作系统1052和(一个或多个)应用程序1054可类似地由处理单元1020执行。还应理解，应用1054和(一个或多个)程序1060被一般地示出，并且可以包括本公开中讨论
的一个或多个应用和程序的全部或部分，或反之亦然，即，应用1054和程序1060可以是本公开中讨论的一个或多个应用或程序的全部或部分。
52.一个或多个程序可以存储在一个或多个计算机可读存储介质中，使得程序被包含和/或编码在计算机可读存储介质中。在一个示例中，所存储的程序可以包括用于由处理器或具有处理器的计算机系统执行的程序指令，以执行方法或使得计算机系统执行一个或多个功能。
53.计算机1010还可以与一个或多个外部设备1074(诸如键盘、定点设备、显示器1080等)；使得用户能够与计算机1010交互的一个或多个设备；和/或使计算机1010能够与一个或多个其它计算设备通信的任何设备(例如，网卡、调制解调器等)通信。这种通信可以经由输入/输出(i/o)接口1022发生。此外，计算机1010还可以经由网络适配器/接口1026与一个或多个网络1200(诸如局域网(lan)、通用广域网(wan)和/或公共网络(例如，因特网))通信。如图所示，网络适配器1026经由总线1014与计算机1010的其它组件通信。应当理解，尽管未示出，但其它硬件和/或软件组件可结合计算机1010使用。示例包括但不限于：微码、设备驱动器1024、冗余处理单元、外部磁盘驱动器阵列、raid系统、磁带驱动器和数据档案存储系统等。
54.应当理解，计算机或在计算机1010上运行的程序可以经由被实现为通信网络1200的一个或多个通信网络与被实现为服务器1100的服务器通信。通信网络1200可以包括传输介质和网络链路，其包括例如无线、有线或光纤，以及路由器、防火墙、交换机和网关计算机。通信网络可以包括诸如有线、无线通信链路或光纤电缆的连接。通信网络可以表示使用各种协议(例如轻量级目录访问协议(ldap)、传输控制协议/因特网协议(tcp/ip)、超文本传输协议(http)、无线应用协议(wap)等)来彼此通信的网络和网关(例如因特网)的全球集合。网络还可以包括许多不同类型的网络，诸如例如内联网、局域网(lan)或广域网(wan)。
55.在一个示例中，计算机可以使用网络，该网络可以使用因特网来访问web(万维网)上的网站。在一个实施例中，包括移动设备的计算机1010可以使用通信系统或网络1200，其可以包括因特网或例如蜂窝网络的公共交换电话网络(pstn)。pstn可以包括电话线、光缆、传输链路、蜂窝网络和通信卫星。因特网可以促进许多搜索和发短信技术，例如，使用蜂窝电话或膝上型计算机经由文本消息(sms)、多媒体消息服务(mms)(与sms相关)、电子邮件或web浏览器向搜索引擎发送查询。搜索引擎可以检索搜索结果，即，到网站、文档或对应于查询的其他可下载数据的链接，并且类似地，经由设备将搜索结果作为例如搜索结果的网页提供给用户。
56.本发明可以是任何可能的技术细节集成水平的系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括其上具有计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或多个介质)，所述计算机可读程序指令用于使处理器执行本发明的各方面。
57.计算机可读存储介质可以是能够保留和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷举列表包括以下：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、诸如上面记录有指令的打孔卡或
凹槽中的凸起结构的机械编码装置，以及上述的任何适当组合。如本文所使用的计算机可读存储介质不应被解释为暂时性信号本身，诸如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤线缆的光脉冲)、或通过导线传输的电信号。
58.本文描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者经由网络，例如因特网、局域网、广域网和/或无线网络，下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
59.用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、集成电路的配置数据，或者以一种或多种编程语言(包括面向对象的编程语言，例如smalltalk、c++等)和过程编程语言(例如“c”编程语言或类似的编程语言)的任意组合编写的源代码或目标代码。计算机可读程序指令可以完全在用户的计算机上执行，部分在用户的计算机上执行，作为独立的软件包执行，部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上执行，或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(lan)或广域网(wan)，或者可以连接到外部计算机(例如，使用因特网服务提供商通过因特网)。在一些实施例中，为了执行本发明的各方面，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来执行计算机可读程序指令以使电子电路个性化。
60.在此参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明的各方面。将理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以由计算机可读程序指令来实现。
61.这些计算机可读程序指令可以被提供给计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置。这些计算机可读程序指令还可以存储在计算机可读存储介质中，其可以引导计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，使得其中存储有指令的计算机可读存储介质包括制品，该制品包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的各方面的指令。
62.计算机可读程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作。
63.附图中的流程图和框图示出了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个框可以表示指令的模块、段或部分，其包括用于实现指定的(一个或多个)逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方案中，框中所注明的功能可不按图中所注明的次序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以作为一个步骤来实现，同时、基本同时、以部分或全部时间重叠的
方式执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意，框图和/或流程图图示的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以由执行指定功能或动作或执行专用硬件和计算机指令的组合的专用的基于硬件的系统来实现。
64.应当理解，尽管本公开包括关于云计算的详细描述，但是本文所陈述的教导的实现不限于云计算环境。相反，本发明的实施例能够结合现在已知或以后开发的任何其它类型的计算环境来实现。
65.云计算是一种服务递送模型，用于实现对可配置计算资源(例如，网络、网络带宽、服务器、处理、存储器、存储装置、应用、虚拟机和服务)的共享池的方便的按需网络访问，所述可配置计算资源可以以最小的管理努力或与服务的提供者的交互来快速供应和释放。该云模型可以包括至少五个特性、至少三个服务模型和至少四个部署模型。
66.特征如下：
67.按需自助：云消费者可以单方面地自动地根据需要提供计算能力，诸如服务器时间和网络存储，而不需要与服务的提供者进行人工交互。
68.广域网接入：能力在网络上可用，并且通过促进由异构的薄或厚客户端平台(例如，移动电话、膝上型计算机和pda)使用的标准机制来访问。
69.资源池化：供应商的计算资源被集中以使用多租户模型来服务多个消费者，其中不同的物理和虚拟资源根据需求被动态地分配和重新分配。存在位置无关的意义，因为消费者通常不控制或不知道所提供的资源的确切位置，但是能够在较高抽象级别(例如国家、州或数据中心)指定位置。
70.快速弹性：在一些情况下，可以快速且弹性地提供快速向外扩展的能力和快速向内扩展的能力。对于消费者，可用于提供的能力通常看起来不受限制，并且可以在任何时间以任何数量购买。
71.测量服务：云系统通过利用在适合于服务类型(例如，存储、处理、带宽和活动用户账户)的某一抽象级别的计量能力来自动地控制和优化资源使用。可以监视、控制和报告资源使用，从而为所利用服务的提供者和消费者两者提供透明性。
72.服务模型如下：
73.软件即服务(saas)：提供给消费者的能力是使用在云基础设施上运行的提供者的应用。应用程序可通过诸如web浏览器(例如，基于web的电子邮件)等瘦客户机界面从各种客户机设备访问。消费者不管理或控制包括网络、服务器、操作系统、存储装置、或甚至个别应用能力的底层云基础结构，可能的例外是有限的用户专用应用配置设置。
74.平台即服务(paas)：提供给消费者的能力是将消费者创建或获取的应用部署到云基础设施上，该消费者创建或获取的应用是使用由提供商支持的编程语言和工具创建的。消费者不管理或控制包括网络、服务器、操作系统或存储的底层云基础设施，但具有对部署的应用和可能的应用托管环境配置的控制。
75.基础设施即服务(iaas)：提供给消费者的能力是提供处理、存储、网络和消费者能够部署和运行任意软件的其它基本计算资源，所述软件可以包括操作系统和应用。消费者不管理或控制底层云基础设施，但具有对操作系统、存储装置、部署的应用的控制，以及可能对选择的联网组件(例如，主机防火墙)的有限控制。
76.部署模型如下：
77.私有云：云基础设施仅为组织操作。它可以由组织或第三方管理，并且可以存在于建筑物内或建筑物外。
78.社区云：云基础设施由若干组织共享，并且支持具有共享关注(例如，任务、安全要求、策略和合规性考虑)的特定社区。它可以由组织或第三方管理，并且可以存在于场所内或场所外。
79.公有云：云基础设施可用于一般公众或大型工业群体，并且由销售云服务的组织拥有。
80.混合云：云基础设施是两个或更多云(私有、共同体或公共)的组合，所述云保持唯一实体，但是通过使数据和应用能够移植的标准化或私有技术(例如，用于云之间的负载平衡的云突发)绑定在一起。
81.云计算环境是面向服务的，其焦点在于无状态、低耦合、模块性和语义互操作性。在云计算的核心是包括互连节点的网络的基础设施。
82.现在参考图15，描述了说明性的云计算环境2050。如图所示，云计算环境2050包括云计算消费者使用的本地计算设备可以与其通信的一个或多个云计算节点2010，所述本地计算设备诸如例如个人数字助理(pda)或蜂窝电话2054a、台式计算机2054b、膝上型计算机2054c和/或汽车计算机系统2054n。节点2010可以彼此通信。它们可以被物理地或虚拟地分组(未示出)在一个或多个网络中，诸如如上文描述的私有云、社区云、公共云或混合云或其组合。这允许云计算环境2050提供云消费者不需要为其维护本地计算设备上的资源的基础设施、平台和/或软件即服务。应当理解，图9中所示的计算设备2054a-n的类型仅旨在是说明性的，并且计算节点2010和云计算环境2050可以在任何类型的网络和/或网络可寻址连接上(例如，使用web浏览器)与任何类型的计算设备通信。
83.现在参考图16，示出了由云计算环境2050(图15)提供的一组功能抽象层。应当预先理解，图16中所示的组件、层和功能仅旨在说明，并且本发明的实施例不限于此。如所描绘的，提供了以下层和相应的功能：
84.硬件和软件层2060包括硬件和软件组件。硬件组件的示例包括：大型机2061；基于risc(精简指令集计算机)架构的服务器2062；服务器2063；刀片服务器2064；存储设备2065；以及网络和联网组件2066。在一些实施例中，软件组件包括网络应用服务器软件2067和数据库软件2068。
85.虚拟化层2070提供抽象层，从该抽象层可以提供虚拟实体的以下示例：虚拟服务器2071；虚拟存储2072；虚拟网络2073，包括虚拟专用网络；虚拟应用和操作系统2074；以及虚拟客户2075。
86.在一个示例中，管理层2080可以提供以下描述的功能。资源供应2081提供对被用来在云计算环境内执行任务的计算资源和其他资源的动态采购。计量和定价2082提供了在云计算环境中利用资源时的成本跟踪，以及用于消耗这些资源的记帐或发票。在一个示例中，这些资源可以包括应用软件许可证。安全性为云消费者和任务提供身份验证，以及为数据和其他资源提供保护。用户门户2083为消费者和系统管理员提供对云计算环境的访问。服务级别管理2084提供云计算资源分配和管理，使得满足所需的服务级别。服务水平协议(sla)计划和履行2085提供对云计算资源的预先安排和采购，其中根据sla预期未来需求。
87.工作负载层2090提供了可以利用云计算环境的功能的示例。可以从该层提供的工
作负载和功能的示例包括：映射和导航2091；软件开发和生命周期管理2092；虚拟教室教育传送2093；数据分析处理2094；交易处理2095；以及使用计算机控制的、生成低接触力的定位设备2096定位对象。
88.已经出于说明的目的给出了本发明的各种实施例的描述，但是其不旨在是穷尽的或限于所公开的实施例。同样地，无论是在特定实施例的描述中使用还是作为示例列出，本文描述的本公开的实施例的特征或功能的示例不旨在限制本文描述的本公开的实施例，或者将本公开限制于本文描述的示例。在不背离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。选择本文所使用的术语以最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场上存在的技术改进，或使本领域的其他普通技术人员能够理解本文所公开的实施例。

技术特征：
1.一种使用计算机控制的定位设备定位对象的计算机实现的方法，包括：经由控制接口识别计算机和与所述计算机操作性关联的定位设备，所述定位设备具有基本上中空的内部腔室；识别位于所述内部腔室内的主要位置处并且相对于所述内部腔室具有主要取向的选定对象；识别第一元件阵列，所述第一元件阵列被构造和布置成生成足以将所述选定对象保持在所述主要位置的无接触支撑力；识别第二元件阵列，所述第二元件阵列被构造和布置成提供足以在所述内部腔室内移动所述选定对象的无接触交互力；以及由所述计算机使用所述接口与所述对象交互，以调整所述支撑力和所述交互力中的至少一个，从而将所述选定对象放置到次要位置或次要取向中的至少一个。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述计算机识别具有与所述定位设备的内部腔室基本上同轴的套筒内部腔室的可移动套筒；所述计算机经由所述控制接口将所述套筒移动到相对于所述定位设备的内部腔室延伸的位置；以及其中，次要位置或次要取向中的所述至少一个在所述套筒内部腔室内。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述计算机识别与所述内部腔室相关联的相机，所述相机适于并布置成识别所述选定对象相对于至少一个定位基准的当前位置；以及其中，所述与所述对象交互至少部分地参考由所述相机发送的信号来进行。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述支撑力选自由声辐射力和磁力组成的列表。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述力生成元件中的至少一个被独立控制，并且其中，所述支撑力和所述交互力中的所述至少一个的所述调整至少部分地基于所述独立控制。6.根据权利要求1所述的方法，还包括，由所述计算机将所述定位设备识别为发送定位设备，并将与所述发送定位设备基本上相同的第二定位设备识别为接收定位设备；以及其中，所述至少一个次要位置或次要取向在所述第二定位设备内。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述计算机将选定对象识别为所述计算机针对其具有存储的一组相关联的交互的对象；并且其中，在所述存储的一组交互内识别次要位置或次要取向中的所述至少一个。8.一种使用计算机控制的定位设备定位对象的系统，所述系统包括：计算机系统，包括具有随其体现的程序指令的计算机可读存储介质，所述程序指令可由计算机执行以使所述计算机：经由控制接口识别计算机和与所述计算机操作性关联的定位设备，所述定位设备具有基本上中空的内部腔室；识别位于所述内部腔室内的主要位置处并且相对于所述内部腔室具有主要取向的选定对象；
识别第一元件阵列，所述第一元件阵列被构造和布置成生成足以将所述选定对象保持在所述主要位置的无接触支撑力；识别第二元件阵列，所述第二元件阵列被构造和布置成提供足以在所述内部腔室内移动所述选定对象的无接触交互力；以及由所述计算机使用所述接口与所述对象交互，以调整所述支撑力和所述交互力中的至少一个，从而将所述选定对象放置到次要位置或次要取向中的至少一个。9.根据权利要求8所述的系统，还包括使所述计算机执行以下操作的指令：识别具有与所述定位设备的内部腔室基本上同轴的套筒内部腔室的可移动套筒；经由所述控制接口将所述套筒移动到相对于所述定位设备的内部腔室延伸的位置；以及其中，次要位置或次要取向中的所述至少一个在所述套筒内部腔室内。10.根据权利要求8所述的系统，还包括：由所述计算机识别与所述内部腔室相关联的相机，所述相机适于并布置成识别所述选定对象相对于至少一个定位基准的当前位置；以及其中，所述与所述对象交互至少部分地参考由所述相机发送的信号来进行。11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述支撑力选自由声辐射力和磁力组成的列表。12.根据权利要求8所述的系统，其中，所述力生成元件中的至少一个被独立控制，并且其中，所述支撑力和所述交互力中的所述至少一个的所述调整至少部分地基于所述独立控制。13.根据权利要求8所述的系统，还包括，将所述定位设备识别为发送定位设备，并将与所述发送定位设备基本上相同的第二定位设备识别为接收定位设备；以及其中，所述至少一个次要位置或次要取向在所述第二定位设备内。14.根据权利要求8所述的系统，还包括：将选定对象识别为所述计算机针对其具有存储的一组相关联的交互的对象；并且其中，在所述存储的一组交互内识别次要位置或次要取向中的所述至少一个。15.一种使用计算机控制的定位设备定位对象的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括具有随其体现的程序指令的计算机可读存储介质，所述程序指令可由计算机执行以使所述计算机：经由控制接口识别计算机和与所述计算机操作性关联的定位设备，所述定位设备具有基本上中空的内部腔室；使用所述计算机识别位于所述内部腔室内的主要位置处并且相对于所述内部腔室具有主要取向的选定对象；使用所述计算机识别第一元件阵列，所述第一元件阵列被构造和布置成生成足以将所述选定对象保持在所述主要位置的无接触支撑力；使用所述计算机识别第二元件阵列，所述第二元件阵列被构造和布置成提供足以在所述内部腔室内移动所述选定对象的无接触交互力；以及使用所述计算机由所述计算机使用所述接口与所述对象交互，以调整所述支撑力和所述交互力中的至少一个，从而将所述选定对象放置到次要位置或次要取向中的至少一个。
16.根据权利要求15所述的计算机程序产品，还包括：使用所述计算机识别具有与所述定位设备的内部腔室基本上同轴的套筒内部腔室的可移动套筒；使用所述计算机经由所述控制接口将所述套筒移动到相对于所述定位设备的内部腔室延伸的位置；以及其中，次要位置或次要取向中的所述至少一个在所述套筒内部腔室内。17.根据权利要求15所述的计算机程序产品，还包括：由所述计算机识别与所述内部腔室相关联的相机，所述相机适于并布置成识别所述选定对象相对于至少一个定位基准的当前位置；以及其中，所述与所述对象交互至少部分地参考由所述相机发送的信号来进行。18.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中，使用所述计算机从由声辐射力和磁力组成的列表中选择所述支撑力。19.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中，使用所述计算机独立控制所述力生成元件中的至少一个，并且其中，所述支撑力和所述交互力中的所述至少一个的所述调整至少部分地基于所述独立控制。20.根据权利要求15所述的计算机程序产品，还包括使所述计算机执行以下操作的指令：使用所述计算机将所述定位设备识别为发送定位设备，并将与所述发送定位设备基本上相同的第二定位设备识别为接收定位设备；以及其中，所述至少一个次要位置或次要取向在所述第二定位设备内。

技术总结
计算机使用计算机控制的定位设备定位对象。计算机经由控制接口与定位设备操作性地相关联。定位设备具有基本上中空的内部腔室。计算机识别位于内部腔室内的主要位置处并且相对于其具有主要取向的选定对象。计算机识别第一元件阵列，该第一元件阵列被构造和布置成生成足以将选定对象保持在主要位置的无接触支撑力。计算机识别第二元件阵列，该第二元件阵列被构造和布置成提供足以在内部腔室内移动选定对象的无接触交互力。计算机使用控制接口与选定对象交互，以调整支撑力和交互力中的至少一个，从而将选定对象放置到次要位置或次要取向中的至少一个中。取向中的至少一个中。取向中的至少一个中。


技术研发人员：P
受保护的技术使用者：国际商业机器公司
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2023/9/23