未來工業機器人什么樣?能與人協作,還有人工智能

11月1日至5日,在上海舉行的第十八屆中國國際工業博覽會上,協作型機器人已經成為展覽會上的主角。

與傳統的工業機器人手臂相比,敏感型機器人,也稱為協作型機器人,在工業生產流水線上的應用更加靈活。

首先,他們讓機器人從過去的圍欄中解放出來,讓人機在安全的環境中并肩作業。其次,協作型機器人還能和人、周圍環境互相配合,共同完成工作。例如,在整車生產廠,7-8臺不同類型、功能的協作型機器人已經能在同一個工位上,共同完成汽車拋光、打磨、焊接等工藝。最后,與傳統大批量、統一生產的過程相比,協作型機器人靈活、高效的特點,讓生產商能應付更多個性化、小批量的工業生產訂單。

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毫無疑問,協作型機器人將在未來的工業生產中成為主力和趨勢。全球金融分析機構Barclays Research的數據顯示,2016年和2017年是協作型機器人在美國、中國、日本、德國、韓國這五個核心市場的快速擴張期,增速分別為153%和228%,到2020年,協作型機器人的全球市場價值將達到28.9億美元。

11月1日至5日,在上海舉行的第十八屆中國國際工業博覽會上,這樣的協作型機器人已經成為展覽會上的主角,無論是傳統的機器人四大家族,還是其他生產商,都在著力布局這一領域。

 工業機器人傳統四大家族加緊布局協作型機器人

鑒于人機協作在制造領域的重要性不斷提升,占據工業機器人全球市場絕對優勢的傳統四大家族正加緊布局協作型機器人。繼2014年推出全球首款真正實現人機協作的雙臂機器人YuMi后,作為四大巨頭之一的ABB仍在不斷加碼協作型機器人業務,并于去年收購了德國Gomtec公司以擴大其協作型機器人產品線。

ABB的協作型機器人。

“Gomtec在協作型機器人領域確實有其專長。人機協作是有發展潛力的領域,也會是未來的一大市場,所以我們也希望在這一塊作充分挖掘。”ABB集團執行委員會成員、ABB離散自動化與運動控制業務部總裁安世銘(Sami Atiya)在11月2日上海舉行的中國國際工博會上接受采訪時稱。

在傳統的工業機器人應用現場,機械臂往往要被刷上顯眼的顏色,以提高工人的注意力。機器人與機器人之間,也需要用圍欄或是其他方式隔離開來。但人機協作型機器人可與人類工作者肩并肩安全作業,無需任何防護欄。

YuMi就是英文“你和我”協同工作的意思。從機械手表的精密部件到手機、平板電腦以及臺式電腦零件的處理,YuMi都能以其精確性輕松應對,甚至連穿針引線都不在話下,但YuMi每只手臂的負載僅為0.5公斤。Gomtec技術和產品的融入,有助于ABB推出可以從事更高荷重工作的協作型機器人。

安世銘說,協作型機器人確實是ABB機器人業務的一個重點。“ABB現在擁有YuMi協作型機器人產品,但在限重方面還存在一些限制。隨著我們收購Gomtec作為有效補充,ABB可以進一步提高協作型機器人的限重條件,形成一整套針對不同重量、不同情況的協作型機器人產品。”

Gomtec的單臂機器人Roberta,同樣能跟人類并肩工作。Roberta是一款自帶抓手和直覺編程軟件的輕型機器人。其讓人感興趣的是,它的載荷自重比讓人欽佩不已。Roberta自重為19公斤,載荷卻達到8公斤。這一特點使其可以很容易在工廠或者實驗室里移動,而且可以組成大型陣列應用。

澎湃新聞從工博會現場看到,YuMi可以迅速感應、學習并模仿人類的動作路徑,且不需要復雜繁瑣的傳統編程方式來設定命令。“YuMi產品的表現確實超出了我們的預期,客戶對這款產品的需求和興趣也是持續高漲,很感興趣。主要原因包括這款產品的安裝和使用都非常方便,Yumi的兩只手臂使它可以有更多的應用場景。”安世銘稱。

YuMi可以迅速感應、學習并模仿人類的動作路徑。

在11月2日工博會現場舉行的YuMi日上,ABB向多家企業客戶交付了YuMi機器人。據澎湃新聞觀察,出席的客戶代表以自動化及電子工業企業為主。

目前全世界安裝的工業機器人中,有超過四分之一來自ABB。截至11月1日,ABB在中國生產的機器人達到了50000臺,中國已成為ABB最大的機器人市場。除了硬件外,ABB的監控軟件解決方案Safe Move2可以使人們在不影響生產效率的前提下,在負載范圍為6公斤到800公斤的ABB機器人周圍安全工作。

今年剛被中國美的集團收購的德國機器人巨頭庫卡(KUKA)公司,也在兩年前推出過人機協作型機器人LBRiiwa。據庫卡公司透露,第二代的LBRiiwa機器人將在2018年對外公布。

“人機交互機器人,一直都是我們進行研發時的高度優先類產品,我們會進一步加強這一些人機交互機器人的研發。同時在對普通的這些通用工業機器人的應用上,我們會通過增加更多傳感器的方式,來推出一些擴展包,使得這些普遍使用的工業機器人,在安裝了這些傳感器擴展包之后,也能轉變為人機交互型的機器人。”庫卡機器人有限公司首席銷售官Martin Kuhnhen告訴記者。

除了上述兩家歐洲企業外,日本機器人公司發那科也在著力布局人機協作型機器人。在今年的工博會上,發那科推出了CR-7iA輕型人機機器人。值得一體的是,發那科希望未來的工業機器人能具備更多的視覺、感知系統,除了讓人互聯網,還能與周圍的環境互聯協作。

人工智能進入協作型機器人領域

除了傳統的機器人公司外,一些新興的機器人公司也在加緊布局協作型機器人。Rethink Robotics公司由美國機器人專家、麻省理工學院人工智能實驗室主任Rodney Brooks在2008年創立,目前的主要產品為分別面世于2012年和2015年的機器人Baxter、Sawyer。

與傳統機器人不同,Baxter和Sawyer不需要通過編程來制定任務,憑借內置的視覺傳感器、力學傳感器和人工智能軟件,它們有了視覺、觸覺和大腦,可以自主學習。訓練時,只要拖曳著機器人的手臂進行任務設定,相應的任務路徑會在顯示屏上顯示。當你完成一個訓練示范,Baxter和Sawyer就可以在一分鐘內習得,重復任務。

值得一提的是,Baxter和Sawyer獨有的“Robotface(機器人臉)”讓它們更像一位“工友”——通過一塊顯示屏,機器人匹配上眉毛和眼睛,有了自己的表情。

“這讓在機器人身邊工作的工人感覺到親近,不會對機器產生害怕的感覺。這對于第一次開始使用機器人的工廠來說很重要,尤其是這些機器人會挨在工人的身邊工作。”Rethink Robotics總裁兼首席執行官Scott Eckert告訴澎湃新聞。

除了美國公司外,人工智能這一當下最熱的概念,也越來越多地應用到人機協作型機器人的開發中。

發那科公司董事長稻葉善治告訴記者,在日本,發那科已經和思科、人工智能公司Preferred Networks合作,希望把人工智能的一些算法加入到自己的協作型機器人中。

“我們在機器人人工智能領域里的投入占總投入的10%,盡管現在還是一個小數目,但我們認為這是一個開始和趨勢。”稻葉善治告訴澎湃新聞。