波斯顿大黄狗,能否让柔性机器人发展向前迈一步?

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关键词:波斯顿 柔性机器人

    2月4日外媒报道,波士顿动力推出的大黄狗机器人Spot Mini已能够完成行走、攀爬、跑步、跳跃、携带重物、开门、后空翻和跳舞等动作。

    大黄狗是一款纯电动柔性机器人,除没有头与尾巴外,机身相当于完全按照狗的躯体进行设计,拥有多个肢体关节,能够携带约14公斤重物。充电一次最多可运行90分钟。

    针对柔性机器人,新加坡国立大学机械工程系教授朱建曾给出过一个简单的概念:“柔性机器人的特性包括材料的柔软性、优良的环境适应性、超强的安全性、良好的人机互动性等”。

    简单来说,柔性机器人就是研发机构通过对柔软材料的利用与驱动方式,创新之后产生的一种智能机器人,主要分为工业柔性机器人与生物柔性机器人。它能够拥有更好的环境适应性、安全性以及人机互动能力,以此在制造业与服务业中发挥更大的价值。

    大黄狗虽面市,但其技术拓展性有待检验

    因为波斯顿允许用户自定义大黄狗的SDK(软件开发包)已公开可用,所以有消费者在拥有大黄狗之后,想看看如何通过SDK设置属于自己的大黄狗。

    亿欧在网上找到了消费者与波斯顿大黄狗的互动视频,视频中消费者将大黄狗带到了郊外进行运动,整个视频看下来,上下楼梯、攀爬复杂石路山丘、过隧道等都不在话下。由于运用机器视觉、感知、AI、与数据分析等技术,大黄狗还可根据地形调整自己走路或攀爬的速度与节奏,行动自如、利落。

    大黄狗

    (图片截图于腾讯视频:大黄狗在攀爬石坡)

    不过,波士顿大黄狗Spot Mini产品虽然已面向市场,但该项产品技术所延伸的其它产品及延展性、解决方案还未成功面市,所以其产品技术稳定性、成熟度还有待检验。

    波士顿动力公司在2019年9月称:“Spot Mini的SDK允许开发人员和非传统机器人专家直接与机器人沟通,并开发定制应用程序,使Spot Mini能够执行有用的任务。如建筑、能源公用事业、公共安全、采矿和娱乐等行业用户已与公司进行沟通构建”。

    不可否认的是,在技术成熟后,“类大黄狗”的波斯顿动力柔性机器人可大规模批量生产后,制造业、服务、娱乐业等都将成为其主要战场。

    在亿欧看来,由于制造、服务业的应用驱动,柔性机器人市场在未来的需求只会与日俱增,很多机器人生产研发公司应该都在未雨绸缪、严阵以待。波斯顿此举,对于ABB、发那科、安川电机、爱普生、Generic Robotics、Festo 、新松机器人、埃夫特、Ai Build、优必选等机器人公司,或者机器人行业的发展,或多或少会带来一定冲击与影响。

    但从另一层面来说,对很多初创企业而言,也有一定参考学习价值。

    柔性机器人所需“技术与材料”开发难度大

    目前,柔性机器人在折叠臂执行任务能力上表现突出,发挥稳定。如爱普生首款新型折叠手臂六轴机器人N2,可在现有同级别机械臂60%的工位空间内完成灵活操作;折叠手臂六轴机器人N6采用内部走线设计,其折叠手臂可自然进入高层设备、机器、架子等狭窄空间。

    安川电机i3-Mechatronics概念,就是试图通过对自身机器人、电机等自动化零件组合和集成控制,实现更智能的制造解决方案。Festo的新型全气动驱动机械臂,能将刚性“抓取”转变为柔性“围取”,完成灵活抓取不同大小部件任务。

    ABB的双臂人机协作机器人Yumi,在感知到人的触碰后,会立刻放慢速度,最终停止运动。新加坡AiTreat的按摩机器人艾玛内置传感器可测量肌腱和肌肉的硬度,通过人工智能和基于云计算的方法计算出最佳按摩方式,模仿人类的手掌和拇指来进行按摩和理疗。

    优必选推出的全新迭代大型仿人服务机器人Walker可以实现开冰箱、递伞、关门等一系列家庭服务动作。为助力抗击疫情,新松机器人与沈阳自动化研究所共同为钟南山院士团队设计研发咽拭子检测复合机器人,实现咽拭子采集环节无人化作业。

    虽有众多企业参与,但柔性机器人的应用材料与结构组成较为单一。首先,柔性机器人对技术与材料要求非常高,传统的刚性连接器和外壳无法继续进行使用,只能通过3D打印等方式寻找新材料。另外,就服务机器人柔性化作业而言,研发期间,模仿的不只是生物外形,还有材质、结构和运动方式,比工业柔性机器人的技术与材料开发难度更大。

    当前,对全球机器人技术发展最有影响的国家是美国和日本。美国在机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位,而日本生产的机器人在数量、种类方面则居世界首位。此外,中国则是成长速度和落地机会最大的市场。

    柔性机器人落地之路“任重道远”

    在工业柔性机器人产业中,关节型、轴型机器人的技术相对较为成熟且已在市场广泛应用,这类机器人主要落地在工业、服务等行业。由图(2019年全球不同种类机器人销量额占比)可看出,从全球机器人销售额市场占比上看,在三种机器人中,工业机器人占比最高为54%,已超一半;服务机器人占比为32%;特种机器人占比为14%。所以,工业机器人的应用落地更为普遍。

    2019年全球不同种类机器人销量额占比

    另据IFR报告显示,2018年全球工业机器人销售额达到154.8亿美元:亚洲销售额104.8亿美元,欧洲销售额28.6亿美元,北美地区销售额达到19.8亿美元。其中,中国、日本、美国、韩国和德国等主要国家销售额总计超过全球销量的3/4。到了2019年销售额将有望接近160亿美元。2020年预计接近170万美元。

    机器人已经是很多企业生产线、仓储及车间的标配,成为了一项智能制造的代表性技术。但随着制造业的智能化程度不断加深,挑战也接踵而来。

    因为现在的柔性机器人大多处于实验阶段,不少是半成品。比如有些产品在材料上仍在使用刚性材料,有些产品只是多个硬质单元组成的简单结构,部分产品在外表柔软性和连接平滑性上还存在诸多不足。有行业分析员认为,柔性机器人当前只是提供了一个行业发展的价值方向,未来还有一很长段道路需要走。

    德国汉堡科学院院士张建伟也表示:“目前在工业生产中使用的技术都是弱AI,以辅助人生产为主,现在的所谓AI,能听能读甚至能写,但是远远谈不上思考,这里面牵涉的不仅是算法和芯片的问题,数据也非常重要。”

    同时,西门子数字工业集团全球拓展战略总监郭心也提出:“现在流行的串联机器人,就是常见的单臂机器人,还处于早期阶段,不能算智能化,从全球产业发展历史来看,目前的机器人相当于是工业化早期的刚性产线工人,自动化程度虽然高,但只能生产单一的产品。”

    (审核编辑: 智汇张瑜)