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作者|雨林下
头图|视觉中国
继传统工业机器人之后,协作机器人成为智能制造领域的全新变革,不同于以往在围栏里被圈养起来做工,这一次,机器真正参与到与人面对面的深度交互。
而人机同时空协作的形态,也描摹刻画出智能制造的长期未来。
4月27日,虎嗅智库举办了502线上同行主题研讨活动,来自越疆科技联合创始人郎需林、遨博机器人技术工程师李建国、墨影科技全国销售总经理王煜轩、非夕科技市场负责人高云帆、中国机器人网创始人赵勇、松禾资本执行董事朱明就协作机器人的技术进展和应用前景进行了前沿观点分享。
以下为嘉宾的部分观点摘要:
协作机器人的显著优势:轻量灵活、友好柔顺
● 相比传统工业机器人,协作机器人在轻量化和灵活性上有明显优势。协作机器人有一个负载自重比的指标,像载重5千克的协作机器人的自重一般在20千克,而传统工业机器人同等臂展就已经达到了50千克。这种轻量化设计很有利于应用在比如移动机器人上搭载协作机器人形成复合机器人的形式,或是吊装、倒装这些对安装方式有一定要求,狭小空间对体积和质量有限制的场合。
● 在友好性方面,协作机器人主打生态和智能化,越来越倾向于智能手机,通过软硬件的模块化,实现智能化编程,还有各类传感器的接入,相比传统工业机器人需要复杂的编程,协作机器人降低了门槛,通过新型的编程方式,配合生态套件快速的去搭建客户的应用案例,可以节约大量的部署和编程时间,界面操作简易,可以做到即插即用。
● 在感知力方面,常规的传统工业机器人属于高刚性设计,追求的是高精度的重复定位、速度快和力量大,而协作机器人通过结合力传感器的柔顺力控,可以实现更柔性的装配打磨等对力感知有要求的应用,速度相对慢,但更安全。通过电流控制来达到力控效果,比如碰撞检测,或者和人合作时不设围栏的工作场景。传统工业机器人是没办法做到这一点的,如果闯入机器人的工作区域内,人容易被它的大力道打伤。
● 总体来讲,协作机器人作为一种新型工业机器人,具有人机协作、柔顺力控、智能感知等特点,正在成为工业机器人的发展趋势,它的复合增长率目前也远高于其它品类工业机器人,但所有人也还在努力往前赶超,谁都没有走到终点。
控制技术不断演进,带动应用领域扩展
● 从投资人视角来看,协作机器人的成长逻辑是在发生一些变化的,尤其是技术的迭代。在协作机器人概念刚出来的时候,大家都在讨论理论定义,但实际真正要做到和人形成良好协作,还存在非常核心的技术壁垒,包括视觉处理、全套操作系统、运动控制和操作学习的能力等等,目前来说都还不太够。另外从传感器和力控层面,能交出的解决方案也不太够,有些做工业级力控传感器的确实可以达到使用要求,但价格非常贵,做成产品之后基本很难商业化。
● 早些时候,大家多是在传统工业机器人基础上做轻量化工作,核心在于提高机器人的安全性,使应用场景从纯粹的工业制造扩展半工业成为可能。现在,大家都逐步意识到力控的重要性,所以一部分企业开始自研力控,一部分是让以前的力控供应商去做产品迭代和降本工作,还有一部分是去尝试传感器之外别的控制技术路线。
● 自适应机器人作为一种由仿人化技术发展的新技术思路尝试,结合了更先进的工业级力觉控制和层级式智能,以期能实现更多类人的复杂手眼配合操作,比如柔性装配、曲面贴合、抗干扰等。通过把多个层级的软硬件回路做解耦,可以更加适配未来AI人工智能与机器人的融合,通用智能程度也会在未来有不错的潜力。进而也会让过去看起来很难自动化的场景出现全新的解决方案,包括像制造业的复杂装配和打磨抛光、服务业的推拿理疗、医疗业的自动超声,还有农业方面的采摘和食材加工等应用。
主流工业场景与新消费场景渗透
● 以工业装配场景为例,业内大部分还是利用协作机器人做非力控的装配上下料,精密组装环节仍由人工完成。因为力控的难度挑战是实打实的,尽管有的协作机器人已经可以做到在气球上刮泡沫,但实际的装配案例中,情况会更复杂。一个人工操作起来很容易的动作,机器人需要前后左右上下都去试才行,因为它还不太具备把工艺转化成动作参数的能力,所以需要大量现场工程师去做原有工艺的抽象化工作,并把将它以算法形式固定在机器当中,这方面技术成熟还需要较长周期,要大规模替代装配线上的工人还有一定时间。
● 我们之前调研3C产线,大概只有15%的组装工序实现了自动化率,多数都是中年工人用手工形式去完成3C部件和手机平板之类的装配。这个市场其实非常大,虽然3C装配的零部件小,不规则性也强,而且整个装配环节会有视觉遮挡,基本上得靠人的触觉感知和反馈才能完成操作,但这种重复性操作从长远上来讲,肯定是要被机器人替代的。
● 协作机器人也在从工业场景渐渐进入我们的日常生活,比如现在有做咖啡的协作机器人,机器双臂可以模仿人手去完成拉花动作,并且学习时间很低,只要人演示一遍,机器人就可以学会,这是传统编程没办法实现的。
● 现在餐饮赛道也开始启用协作机器人做自动化厨房,炒菜、端盘子、端菜,这个挺有意思,虽然中国人讲究吃,但忙起来的时候,对饭菜的诉求很简单,健康卫生就行,所以这个工作本身也是重复性劳动,如果能用机器人实现,还是很有价值。我们大致估过,投资回报是算得过来的。
● 随着国产协作机器人的性价比和产能不断提升,下游客户也在拓宽,前两三年机器人的价格还偏高,但现在的投资回报周期对于客户来说,基本已经能够算得过来账,而且未来三五年还会有比较大体量的成长空间,我们也希望观望看看,有没有更加落地或商业逻辑更健壮的场景能进一步渗透。
● 机器人是一个非常专业的高门槛领域,目前整个行业里存在大量的非标定制,或者叫做标准产品的非标应用。因为它会应用于不同行业、工艺和需求,这些都导致机器人的落地过程又慢又繁琐,实施周期也很长,所以项目很大部分成本并不在硬件,而在全流程从设计到交付到运维上。因此,如果能用通用化的系统平台来使机器人在客户端的使用更简单,真正的万亿级市场规模或许才会打开。
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活动尾声,线上参会观众进行了互动提问,对于“估计要几年才能让汽车总装自动化水平提升到较高的水平?”“除了力控以外,协作机器人的技术瓶颈在哪里?”等问题,嘉宾给出了精彩回复,也圆满结束了本次502线上同行研讨活动。
国产工业机器人柔性化系列回顾:
第(一)期 移动搬运机器人:《机器人在车间和仓库里能走多远、举多重了?》
第(二)期 焊接机器人:《机器人的“钢铁缝合术”》
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