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协作机器人手臂越来越贴近生活,它到底有怎样的应用前景?

摘要: 在协作机器人向行业市场渗透之时,市场中那些越来越轻量化、并且成本得到有效降低的同类产品,还有望进入到C端市场,为家庭和个人提供服务。

题图来自:视觉中国

题图来自:视觉中国

大约半年前,美国智能协作机器人初创公司Miso Robotics获得了一笔非常可观的订单,他们所研发的用于协助快餐厅厨师制作汉堡的手臂型机器人Flippy,被美国汉堡连锁店品牌卡利堡(CaliBurger)一次性采购了50台,这些机器人将被送往各个连锁店的厨房中,主要负责肉饼、奶酪、汉堡面包夹层在煎板上的煎烤。

Flippy协作机器人自动煎烤汉堡食材

Flippy基于其搭载的热量传感器、3D摄像头等感知设备,通过机器学习识别每一样食材,及其在高温煎烤时不同阶段的状态。所以通过“观察”食材的煎烤情况,Flippy就可以同步使用机器臂为食材翻面,直至烤到适合的状态,再装盘交给汉堡厨师在下一个环节制作出汉堡包的成品。

Flippy的使用价值,一方面在于对于比较容易发生烫伤危险的汉堡包食材煎烤环节,在今后都可以交给机器人进行自动化处理,解放了人力;另一方面,机器人参与汉堡包关键环节的制作,还可以提高生产效率、优化成本,进而提高连锁店在市场的竞争力。

实际上,Miso Robotics的案例最值得我们注意的一点在于,智能协作机器人大有从传统工业生产,走向更广泛的细分领域之势,甚至如果在需求得到满足的前提下,智能协作机器人还有望走进家庭,比如今后可能会见到家庭版的Flippy机器人游刃有余地协助我们处理食材,或者做更多我们希望他去做的事。

协作机器人大规模亮相

在上个月于北京亦庄举办的2017世界机器人大会上,琳琅满目、不同品类的机器人展品不禁令人感觉应接不暇。其中,不少企业展示的机械臂形态的协作机器人是其中的亮点之一。

在展会上你既能看到很多机械臂可以像阿法狗那样,与人对弈围棋或五子棋,也可以发现他们非常聪明地根据人所下达的指令,精准的搬运各种物体,完成3D打印任务,或者进行书写和绘画,甚至为你端茶送水。

对于“协作机器人”我们顾名思义的话,就可以想象到它并不能完全取代人类完成某一件事,相对它的价值,是帮助人们减少更多繁复而枯燥的劳动,在工作变得可以更轻松的同时,人们还可以有更多的时间和空间思考如何做出进一步创新。

通过世界机器人大会可以发现,国内市场中,除了诸如中国航天、哈工大机器人集团、沈阳新松机器人等国内大型专业机械与机器人企业展出协作机器人之外,随着市场需求的潜在推动,越来越多的初创机器人公司也注意到协作机器人广泛的市场前景,并致力于将相关的产品,推向不同的细分领域。

机械臂研发进入创投、创新热

今年以来,初创型协作机器人公司,迎来融资的小高潮。这些企业大多从事智能化臂型协作机器人的自主研发,或为传统臂型机器人提供智能升级或精细化作业的能力,其中大多数公司都是年轻的初创企业。

与此同时,老牌机器人公司也在加紧协作机器人的技术创新,使之应对市场需求的快速变化,并有的放矢地拓展新市场。

除了在机体的设计上变得更轻巧易用之外,协作机器人的发展其实已经呈现出不少趋势,它们包括:

机械结构的仿生化。臂型的协作机器人此前大多应用于工业生产领域,或者帮助流水线上的工人分拣物品,而机械臂越接近于人手臂的结构,相对就能处理更精细的任务。

目前市场主流的六轴、七轴机械臂已经足够满足机械臂的位移和基本操作,但门槛在于机械臂抓取端的机械手仿生化技术,是否可以令协作机器人更自如地抓起更小巧的物体。目前,三指变胞手,以及柔性仿生机械手,都属于提高协作机器人抓取能力的前沿技术。例如8月份刚刚完成天使轮融资的大寰机器人,提供了成本更低的三指变胞手的自主研发技术;总部位于北京的软体机器人科技,则在世界机器人大会上提供了软体仿生机械手的相关解决方案。

以自动化为目的的人工智能化。对于传统的臂型协作机器人来说,以往作业时需要根据具体的需求,由专业人员设定好机械臂的行动轨迹进行作业,如果更换作业任务时,则需再次调整机械臂的作业线路。协作机器人的人工智能化,主要体现在被赋予了计算机视觉,使之能通过“观察”,更自动化地处理一些任务。

比如对于会下围棋和五子棋,或者能识别水杯和零食并将其拣起的协作机器人来说,其所具备的基本能力便是其机身上搭载的单目摄像头,或在机械臂的一旁搭载的双目立体视觉方案,从而使机械臂具有作业范围内的视野。其中,自动化码垛(货物搬运及整齐码放)是机械臂基于计算机视觉结合在物流分拣场景中的一个重要应用,它既适用于物流仓库的小型货物搬运,也适用于港口等大型物流集散区的集装箱搬运,在很大程度上,这种自动化手段减少人为干预,并可以实现24小时无间断作业。

此外,人机交互近来也成为协作机器人机械臂的一个技术分支,对语音和语义的识别旨在进一步简化操作流程。例如最近麻省理工学院的计算机科学与人工智能实验室(MIT CSAIL)就研发了可以根据语义来不断学习和理解语境的人机交互系统,而该系统率先被集成在一台协作机器人的身上。市场中,为了降低使用门槛,一些厂商也使用了自然语言识别类人工智能公司的开放技术,让协作机器人具备基本的语音控制和交互能力。

与其它前沿技术融合。比如与AR技术整合提高作业效率,就非常有代表性。正如同样具有工业协作价值的还有可穿戴设备AR眼镜,在2017世界机器人大会上,新松机器人率先拿出了他们的“协作机器人+AR眼镜”的解决方案,用于产品生产环节的原材料加工监测。

新松机器人的协作机器人+AR眼镜解决方案

方案中所采用的微软的AR眼镜Hololens,主要帮助作业人员指导由机械臂在完成上料、下料环节后的检测工作,AR眼镜的屏幕将通过自身摄像头和软件所赋能的识别能力,指导作业人员完成检测工作。无独有偶,作为世界机器人大会上的参展商,协作机器人初创公司艾利特也希望借助支持识别三维深度信息的AR眼镜,用手势来远程操控机械臂的运转,旨在提高操作效率和安全性。

从B到C,市场前景广阔

未来在很大程度上,智能协作机器人的应用舞台仍立足于B端行业市场。例如最近,耐克与今年5月取得新一轮融资的智能协作机器人公司Grabit(耐克也是这家公司的早期投资方)达成了自动化生产力方面的合作,Grabit将向耐克在全球的工厂,提供用于自动化制作球鞋鞋面的手臂机器人,而Grabit的核心技术优势在于其拥有静电吸附方面的专利和附加在机器上的智能化技术,这些能力在满足制作球鞋鞋面的同时,还摆脱了以往需要大量数百人力手工参与鞋面制作的流程——现在,两三个人倒班配合机器人去做就可以了。

耐克希望通过这样的自动化生产力部署,把工厂开到美国和一些发达国家中,并把人力方面的成本放在一个相对次要的位置上。

在今年5月份获得了Pre-A融资、为传统机器人提供智能化技术的初创公司梅卡曼德机器人的创始人邵天兰看来,本质上,未来发展中国家制造行业的人口红利逐渐消失,社会教育水平的提升,新一代年轻群体素质水平的体少,都让传统工业制造的成本不断飙升;中国的传统工业在趋势上一定是朝着自动化的方向发展,并不会再有退路。而早期的自动化机器人由于操作难度较大,很难在所有的工业领域得到普及,但依托于机器视觉、人机交互等人工智能技术而迭代的智能化协作机器人,在应用难度得到大幅降低的同时,更能有望在众多细分行业领域得到普及。

准备开启下一轮融资的协作机器人研发团队镁伽机器人,其创始人黄瑜清同样肯定了有机器人参与的工业生产,对于效率和成本的优化是必然结果。他同时强调,取代工人去做那些繁复、危险、有污染的工作,剥夺这些工作岗位,并且提供全时段的作业能力,也将是必然趋势。

而在协作机器人向行业市场渗透之时,市场中那些越来越轻量化,并且成本得到有效降低的同类产品,还有望进入到C端市场,为家庭和个人提供服务。

例如在协作机器人初创公司越疆科技的创始人兼CEO刘培超看来,机械臂型的机器人产品,如今在技术操作难度和轻巧度方面,已经有能力和机会在消费级市场大展拳脚。

刘培超提到,在美国等发达国家,机械臂型的协作机器人已成为家庭生活中的创造工具,针对激光雕刻、3D打印、绘画等艺术创作需求,甚至是作为家庭烹饪的协力助手,以及为机器人编程提供支持,开发面向更多生活中需要的自动化服务,都提供了有效的帮助。因而协作机器人之于消费级市场,和专业市场同样颇具良好的销售前景。

正如从事智能机器人与机械臂型机器人研究多年的美国南佛罗里达大学计算机与工程学院教授孙宇总结认为,从五六十年代以机械臂为主的协作机器人在工业领域专门解决某一具体的需求,到八十年代专注于机械臂抓手本身的研究,再到进入21世纪后研究人员赋能人工智能,提高作业精度和自动化水平,开始进一步分解协作机器人的任务使命满足各种社会需求。

总之,协作机器人离我们工作与生活的方方面面都非常近了,不是吗?

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本文系作者 极智酱 授权钛媒体发表,并经钛媒体编辑,转载请注明出处、作者和本文链接
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极智酱
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评论(1

  • 钛pnwx3Z 钛pnwx3Z
    回复
    0

    机器人离走近生活又近了一步。

    2017-09-06 23:36 via pc

Oh! no

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