黑土地上崛起的机器人巨头!中国AGV教父:服务机器人泡沫将破

机器人
黑土地上崛起的机器人巨头!中国AGV教父:服务机器人泡沫将破
麻省理工科技评论 2018年9月7日

2018年9月7日

近几年,机器人重新受到大众的瞩目,亚马逊、阿里巴巴等电商巨头的仓库里由机器人穿梭工作,波士顿动力向外展示了其高端的技术实力,引起真假智能争议的 Sophia,还有各式各样的应用,如自动引导车(AGV,Automated Guided Vehicle)或称移动机器人、服务机器人、医疗机器人等。但是,鲜少有一家公司能像新松布局之广,现已跨足移动、工业、服务、医用、特种等机器人领域。
机器人
近几年,机器人重新受到大众的瞩目,亚马逊、阿里巴巴等电商巨头的仓库里由机器人穿梭工作,波士顿动力向外展示了其高端的技术实力,引起真假智能争议的 Sophia,还有各式各样的应用,如自动引导车(AGV,Automated Guided Vehicle)或称移动机器人、服务机器人、医疗机器人等。但是,鲜少有一家公司能像新松布局之广,现已跨足移动、工业、服务、医用、特种等机器人领域。

走进一个厂区,可以看到研究人员们正在测试 4 足机器人,他们通过观察小狗的步态,研发机器人的运动控制,虽然还不像波士顿动力(Boston Dynamics)的机械狗能后空翻,甚至还会自己开门,但这个 4 足机器人面对突来的外力冲击,能保持平衡,不会被推倒,也可以负重 10 公斤行走,除了机械狗,还有端着餐盘的送餐机器人、为孩子们准备的恐龙蛋机器人等。这里是新松机器人鲜少对外曝光的研究院。

把视线移到厂内另一处,则有许多穿着无尘衣的研发人员,他们正在测试、调校专为芯片行业设计、能将晶圆托盘在各个工艺腔室间传送的洁净机器人。

图|DT 君试图要推倒机械狗,结果机械狗相当稳定,不受外力影响。(图片来源:DeepTech)

图|新松研究院研发的机械狗,目前可以负重 10 公斤(图片来源:DeepTech)

近几年,机器人重新受到大众的瞩目,亚马逊、阿里巴巴等电商巨头的仓库里由机器人穿梭工作,波士顿动力向外展示了其高端的技术实力,引起真假智能争议的 Sophia,还有各式各样的应用,如自动引导车(AGV,Automated Guided Vehicle)或称移动机器人、服务机器人、医疗机器人等。

但是,鲜少有一家公司能像新松布局之广,现已跨足移动、工业、服务、医用、特种等机器人领域。尤其是最近几年,东北在经济、人口等各项指标中普遍居于全国末端的阴郁气氛之下,新松仍可以在全国范围内成为行业的龙头企业,着实成为这片黑土地上的一大亮点。

关于新松,大家应不陌生,国内机器人龙头,从中科院沈阳自动化研究所旗下的一间实验室,变成一家年营收近 25 亿元、净利超 4.3 亿元的企业。1989 年左右中国汽车厂沈阳金杯公司急需产线自动化 AGV 方案,沈阳自动化研究所接下了这项研发任务,在 1991 年打造出中国第一台自主研发并落地行业的 AGV,让机器人来搬料、做汽车总装,当时背后的重要研发人员就是现任新松机器人高级副总裁王宏玉,他写下了让中国的 AGV 技术真正走出实验室的里程碑,若那时没有 AGV 的成熟可能就不会造就今日新松移动机器人(AGV)的成功。

现在新松在全球 AGV 的应用从汽车总装和汽车零部件生产,延伸到电子电器、金融、交通等领域。客户涵盖 GM、福特、宝马等,今年又拿下英国车厂捷豹路虎(Jaguar Land Rover)订单。

图|AGV 是新松的主要营收来源,在车间中可以看到各式 AGV(图片来源:DeepTech)



保留科研创新精神


“当时没想到把 AGV 做成一个产业,”王宏玉接受 DT 君采访时笑着说。尽管他在中国 AGV 领域已是领航级人物,言谈间仍可感受到他依旧对科研怀抱热情,诉说着 AGV 三大核心技术:电机+驱动器、控制器、以及能源比如电池,他月底准备到日本参加能源展,就是为了看新一代电池技术—氢能,“现在 AGV 快速充电用的是镍铬电池,锂电的快充效率没有那么高,未来氢能也可能被应用在 AGV 里,比较环保,得去看看人家发展到什么程度。”

在新松就有一个小故事,先前开发出骨科/正骨机器人,可以帮助脱臼患者的骨骼复位,并已经拿到生产许可证,但医疗系统基于某些原因并不乐于采用,市场推展不开,新松就决定停止此项目,尽管项目的商业化不顺遂,也从未影响新松对研发的投入,这种做科研的精神,跟它诞生于学术科研圈息息相关。

“自我研发可能不一定样样有市场,但做出来就是体现一种创新实力,过程中有些东西能形成产品,新松研究院就是个大的孵化器,服务机器人、洁净机器人、医疗机器人都是研究院孵化出来的,”王宏玉对 DT 君说。

研究院大约 200 多人,一部分人是做基础研发,相关技术都可以做,另一块则是产品研发,市场需求出现,通过相关技术做成产品形态,接着进行内部孵化,“产品如果能够销售 1000 万以上,就变成 BU(Business Unit)独立运营,再做大达到上亿元规模,就成为 BG(Business Group)。”目前工业机器人已经成为 BG,服务和医疗机器人则是 BU 规模。除了研究院外,每个产品线也都各自有研发人才。

图|在新松研究院里可以看到各式各样的服务机器人(图片来源:DeepTech)

图|研究院人员在测试恐龙蛋机器人(图片来源:DeepTech)




机器人趋势一:智能化


从打造中国第一台落地行业的 AGV 至今,王宏玉看着机器人行业近 30 年来的趋势及挑战,“机器人发展数十载,整个大的原理基本上一致,关键在于智能化的提升,机器人的发展从原来的纯机械动作,搭配智能传感器以及人工智能相关技术,机器人的变化会越来越多,”他说。

例如,最早的 AGV 机器人是电磁导航,沿着固定路径行进,后来逐渐变成磁导航,就有了路径的变化,接着开始采用激光导航,实现“无路径导航”。现在的最高端发展则是进入“自然环境识别”,当它进到一个环境里,转一圈就知道哪边能不能走,或是用户给指令如送水,它会知道该停在哪里,并且与用户对话。

工业机器人的智能化程度同样越来越高,初期是一步步教机器人怎么移动,教完以后,它就沿着人类教导的路径动作,假如钢板稍微偏了一点,它就焊不上了,传统这种方式的要求相对苛刻,除了机器人本身得设计好,人也必须教得很好,教导者的水平也影响了机器人的表现。

现在,加上“机器视觉”、“自主决策”以后,人类只要稍微告诉机器大概的路径,如起点跟终点,它通过图像识别,自动跟踪,大幅提升加工品质,而且能完成 100% 或接近 100% 的工作。

像是新松机器人生产机器人的全自动流水线上,多工位采用双机器人协同作业。一个机器人观看同伴工作,同时做出分析判断,然后机器人主动决策如何来配合完成作业,全流程采用免示教编程系统。随着机器视觉、传感器等越多创新技术应用在机器人上,除提升其智能化程度,另一项好处就是让人类容易使用,才能使机器人普及。

图|新松自己规划了一条流水线可以生产 6 种产品,正因为生产具弹性,在业内被称为是柔性生产,让机器人组装工业机器人,半小时就可以完成装好,后续再进入人工组装流程(图片来源:DeepTech)



机器人趋势二:边缘计算


机器人跟 AI 的发展其实相似,谈算法、算力与应用场景。现在研究深度学习大多是应用在人脸识别、语音识别,能不能把 AI 相关技术用在工业上,像是提高生产效率、规划效率,但王宏玉表示,想把 AI 技术用在工业上,算力就得提高,所以未来边缘计算(Edge computing)在机器人领域将是一个重要的议题。

边缘计算,简单来说就是介于云和设备之间的一层,上连云、下连设备,同时具有部分的决策功能。机器人智能化程度越来越高,实现更多的 AI 功能,本地控制器的能力就不够了,靠云端则有速度慢的问题,特别是工业环境对实时性的要求较高,传送带、产线的监控及分析是不等人的,“尽管未来进入到 5G 时代,其速度也未必能完全符合工业需求,特别是数据量大的工厂,因此,将来会是云端和边缘的结合。车间级、工厂级的这种决策分析都适合在这个边缘层里,”他说。

因此,把有些过去在云上做的事拿到边缘计算层来做,尤其是复杂的功能,比如图像识别、力的控制、各式传感器的数据分析等,特别是图像识别是基于点云计算,本地控制器是无法负荷。而机器人本身则是一个实时的运动控制系统,它接受边缘层的指令。

另一个需要边缘计算需求是来自多操作系统(OS)融合。这样的应用场景可以是企业内部不同机器人的连结,或是需要跟其他供应链体系的机器人连接,特别是制造业的趋势迈向工业互联网,工厂内部可能采用了不同 OS 的机器人,就会涉及到多操作系统的连接,这时可以通过边缘计算控制器的来实现。

新松已经开发出边缘计算服务器,一台服务器目前测试可以控制四、五台机器人,当然这个边缘层可大可小,可以做多条产线连接,也能是串连整个工厂的分析。此外,有鉴于边缘计算刚刚兴起,架构、标准尚未形成,中国几个大厂家很快形成了边缘计算产业联盟,新松为理事单位之一,产业界共同讨论边缘计算的架构、存储、交换标准等细节,但还需时间逐步推进。

图|AGV 上方搭配机器手臂,就能让机器人移动,提高作业效率,客户之一为海外闪存大厂(图片来源:DeepTech)




进军自动驾驶领域?


机器人实际上是极为复杂的项目,例如一个机器手臂就有近 200 个零部件,另外 AGV 其实就像一台低速的自动驾驶车,其采用的多项技术都是自动驾驶领域在讨论的,像是AGV 走向无路径的三维视觉,还有安全避障、电池、感应供电等技术都是相通。那么,“新松有打算切入自动驾驶领域吗?”DT 君询问。“现在不好说,”王宏玉给了一个有想像空间的答案。

“自动驾驶车大家现在都是沿着既有汽车去改,往上加东西,改来改去,设计不是最优的,我个人观点是未来的车肯定要全新设计。”他也透露,新松内部建了一个专门研究自动驾驶相关技术的研发平台,比如三维图像识别、障碍物回避、控制算法等,主要做测试、技术储备,“将来这些储备不一定是无人驾驶需要,机器人、AGV 也可能需要这些技术。”



机器人泡沫估计快了,服务型机器人需要一个乔布斯


机器人领域看似百花齐放,但王宏玉直言:“对机器人公司讲个故事,吸引了资本投钱,就开始做,这事其实很危险,这个市场并没有想象那么大。产能过剩,过剩以后,钱烧完了,可能就有一批公司就得倒掉,最典型的就是服务机器人。”

“服务型机器人最大的问题在于:功能没那么多,但大家期望很高”,其实“机器人只要解决一个问题就行,而且一定要有用,两个条件具备下就会产出小的行业,”,他一针见血的指出当今行业面临的矛盾及可能的突破点。

起初大家觉得服务型机器人市场大有可为,至少可以代替半个人,同时又挺酷、吸睛,但当机器人实际可做的事有限,消费者慢慢觉得不太新奇,市场降温,“有些做大型机器人的公司就逐渐沉寂,甚至死了”。

另有一些公司做小型服务机器人,但实际上来说,它就是一个大玩具,基本消费围绕着小孩,“这类公司面临的危机是缺乏内容”。小孩喜新厌旧,很快对机器人失去兴趣,所以“一是如何保持后台内容的丰富度,二是前台能否承载这些内容”,怎么将内容呈现出来,涉及使用何种技术、使用者体验等。“目前这些小机器人的售价不算高,对消费者来说,玩一阵子腻了或机器坏了,也无所谓,这类业者正好抓住市场的一个空间。”

新松在服务型机器人也有不少布局,研究院就有不少项目在进行,王宏玉透露,大型服务机器人主攻商业、公共服务场所,“从今年的数据分析来看,海外需求量有不错的提升”,除了欧洲人工成本高之外,客户对于机器人的期待也比较务实,认为可以代替半个人力就合适了,期望值不同,对机器人认定的效果及投资效益评估就不同,这阵子新松的服务机器人海外接单就传回捷报。

王宏玉进一步指出,服务机器人行业都在探索一种更适合于人们需求的模式或服务,功能跟期望值之间怎么达到平衡,还是很有难度,服务机器人现在的接受度较低,行业需要出现一个像乔布斯般的人,整合理念,提出的策略能让 80~90%的用户接受,创造真正可以带动市场起来的应用,“否则还是在玩具阶段,一些小公司在做,一年能卖出几百台、几十台,维持自身发展都困难”,这就是为什么服务机器人行业需要一个里程碑式的人物出现。

目前,国内大约有 3000 多家机器人企业,大部分是做集成,为用户提供机器人应用场景及解决方案,门槛相对较低,实际上真正做机器人本体的,如新松,大概只有十几家,新松在国内成为霸主后,海外市场就成为未来几年重点发展,特别是欧洲经济逐渐复甦,AGV 需求提升,当地也产生许多新的 AGV 公司,王宏玉强调,“我们技术领先他们,要很快抢占这个时机”,在亚洲部分,继布局新加坡以后,东南亚市场也有不错斩获。随着新松脚步迈向海外,世界正在看到中国机器人的实力。

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