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未来工業機器人:能与人协作 还有人工智能


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爲展覽會上的主角。

與傳統的工業機器人手臂相比,敏感型機器人,也稱爲協作型機器人,在工業生産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並肩作業。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,在整車生産廠,7-8台不同類型、功能的協作型機器人已經能在同一個工位上,共同完成汽車抛光、打磨、焊接等工藝。最後,與傳統大批量、統一生産的過程相比,協作型機器人靈活、高效的特點,讓生産商能應付更多個性化、小批量的工業生産訂單。

毫无疑问,协作型機器人将在未来的工业生产中成为主力和趋势。全球金融分析机构Barclays Research的数据显示,2016年和2017年是协作型機器人在美国、中国、日本、德国、韩国这五个核心市场的快速扩张期,增速分别为153%和228%,到2020年,协作型機器人的全球市场价值将达到28.9亿美元。

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爲展覽會上的主角,無論是傳統的機器人四大家族,還是其他生産商,都在著力布局這一領域。

工業機器人传统四大家族加紧布局协作型機器人

鉴于人机协作在制造领域的重要性不断提升,占据工業機器人全球市场绝对优势的传统四大家族正加紧布局协作型機器人。继2014年推出全球首款真正实现人机协作的双臂機器人YuMi后,作为四大巨头之一的ABB仍在不断加码协作型機器人业务,并于去年收购了德国Gomtec公司以扩大其协作型機器人产品线。

ABB的協作型機器人

“Gomtec在协作型機器人领域确实有其专长。人机协作是有发展潜力的领域,也会是未来的一江苏体育彩票网场,所以我们也希望在这一块作充分挖掘。”ABB集团执行委员会成员、ABB离散自动化与运动控制业务部总裁安世铭(Sami Atiya)在11月2日上海举行的中国国际工博会上对记者称。

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顔色,以提高工人的注意力。機器人与機器人之间,也需要用围栏或是其他方式隔离开来。但人机协作型機器人可与人类工作者肩并肩安全作业,无需任何防护栏。

YuMi就是英文“你和我”协同工作的意思。从机械手表的精密部件到手机、平板电脑以及台式电脑零件的处理,YuMi都能以其精确性轻松应对,甚至连穿针引线都不在话下,但YuMi每只手臂的负载仅为0.5公斤。Gomtec技术和产品的融入,有助于ABB推出可以从事更高荷重工作的协作型機器人。

安世铭说,协作型機器人确实是ABB機器人业务的一个重点。“ABB现在拥有YuMi协作型機器人产品,但在限重方面还存在一些限制。随着我们收购Gomtec作为有效补充,ABB可以进一步提高协作型機器人的限重条件,形成一整套针对不同重量、不同情况的协作型機器人产品。”

Gomtec的单臂機器人Roberta,同样能跟人类并肩工作。Roberta是一款自带抓手和直觉编程软件的轻型機器人。其让人感兴趣的是,它的载荷自重比让人钦佩不已。Roberta自重为19公斤,载荷却达到8公斤。这一特点使其可以很容易在工厂或者实验室里移动,而且可以组成大型阵列应用。

澎湃新聞從工博會現場看到,YuMi可以迅速感應、學習並模仿人類的動作路徑,且不需要複雜繁瑣的傳統編程方式來設定命令。“YuMi産品的表現確實超出了我們的預期,客戶對這款産品的需求和興趣也是持續高漲,很感興趣。主要原因包括這款産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、學習並模仿人類的動作路徑

在11月2日工博会现场举行的YuMi日上,ABB向多家企业客户交付了YuMi機器人。据澎湃新闻观察,出席的客户代表以自动化及电子工业企业为主。

目前全世界安装的工業機器人中,有超过四分之一来自ABB。截至11月1日,ABB在中国生产的機器人达到了50000台,中国已成为ABB最大的機器人市场。除了硬件外,ABB的监控软件解決方案SafeMove2可以使人们在不影响生产效率的前提下,在负载范围为6公斤到800公斤的ABB機器人周围安全工作。

今年剛被中國美的集團收購的德國機器人巨头库卡(KUKA)公司,也在两年前推出过人机协作型機器人LBRiiwa。据库卡公司透露,第二代的LBRiiwa機器人将在2018年对外公布。

“人机交互機器人,一直都是我们进行研发时的高度优先类产品,我们会进一步加强这一些人机交互機器人的研发。同时在对普通的这些通用工業機器人的应用上,我们会通过增加更多传感器的方式,来推出一些扩展包,使得这些普遍使用的工業機器人,在安装了这些传感器扩展包之后,也能转变为人机交互型的機器人。”库卡機器人有限公司首席销售官Martin Kuhnhen告诉记者。

除了上述两家欧洲企业外,日本機器人公司发那科也在着力布局人机协作型機器人。在今年的工博会上,发那科推出了CR-7iA轻型人机機器人。值得一体的是,发那科希望未来的工業機器人能具备更多的视觉、感知系统,除了让人互联网,还能与周围的环境互联协作。

人工智能进入协作型機器人领域

除了传统的機器人公司外,一些新兴的機器人公司也在加紧布局协作型機器人。RethinkRobotics公司由美国機器人专家、麻省理工学院人工智能实验室主任Rodney Brooks在2008年创立,目前的主要产品为分别面世于2012年和2015年的機器人Baxter、Sawyer。

与传统機器人不同,Baxter和Sawyer不需要通过编程来制定任务,凭借内置的视觉传感器、力学传感器和人工智能软件,它们有了视觉、触觉和大脑,可以自主学习。训练时,只要拖曳着機器人的手臂进行任务设定,相应的任务路径会在显示屏上显示。当你完成一个训练示范,Baxter和Sawyer就可以在一分钟内习得,重复任务。

值得一提的是,Baxter和Sawyer独有的“Robotface(機器人脸)”让它们更像一位“工友”——通过一块显示屏,機器人匹配上眉毛和眼睛,有了自己的表情。

“这让在機器人身边工作的工人感觉到亲近,不会对机器产生害怕的感觉。这对于第一次开始使用機器人的工厂来说很重要,尤其是这些機器人会挨在工人的身边工作。”Rethink Robotics总裁兼首席执行官Scott Eckert告诉记者。

除了美国公司外,人工智能这一当下最热的概念,也越来越多地应用到人机协作型機器人的开发中。

发那科公司董事长稻叶善治告诉记者,在日本,发那科已经和思科、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协作型機器人中。

“我们在機器人人工智能领域里的投入占总投入的10%,尽管现在还是一个小数目,但我们认为这是一个开始和趋势。”稻叶善治告诉记者。

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任經理