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中国的工业机器人发展到了哪一步?2023-07-25 00:31

  “工业机器人”,这个诞生于上世纪五十年代的概念发展至今已有 70 多年的历史了。

  编者按:本文来自微信公众号“AI前线”(ID:ai-front),作者 陈思,36氪经授权发布。

  “工业机器人”,这个诞生于上世纪五十年代的概念发展至今已有 70 多年的历史了,从简单的抓取物体到能够独立成一条生产线,工业机器人行业也随着科技的发展不断升级。尤其是在人工智能技术不断普及的今天,作为制造大国的中国正在这一领域探索发掘新的可能性。

  在回答这个问题之前,杨歌认为有必要先对“工业机器人”做一个定位,他觉得,工业机器人属于多学科、综合技术类型的专业,有较强的先进性,同时还具有很高的复杂性。

  除此之外,工业机器人还是一个需要很多行业来进行组合的复杂生态行业。高端装备制造、新材料、自动控制、人工智能等等都是工业机器人的重要组成部分,而这其中任意一环也同样拥有着复杂的生态,比如软硬件的组合、信号传输等等。

  工业机器人第一个阶段叫做 RPA,Robotic Process Automation,直白一些的翻译就是:自动化流水生产线。杨歌说,这种机器严格来说还算不上机器人,因为它们大部分都只有一个机器臂,比如很多制造工厂里的有机械自由度的智能化机械手臂。这种传统智能化机械手臂,说是智能化,其实它没有智能,其本质就是数字控制,用来从事流水线化的工业生产。

  第二代工业机器人叫做 AGV,Automated Guided Vehicle。与上一代不同的是,AGV 已经有了一些简单的人工智能技术,比如能够自动导航的小型货运机器人。杨歌表示,这类机器人虽然具备一定的识别能力,比如通过红外线、雷达或者摄像头进行的图像识别,并且这些机器人有一定的自处理能力。最典型的应用就是在亚马逊的物流仓储体系里,用于运货的机器人(见下图);民用场景里 AGV 也有一定的应用,比如现在一些酒店里的服务型机器人,或者家用的扫地机器人等等,都属于 AGV 的范畴。

  第三代工业机器人是 由人工智能驱动的 RPA。以前的流水化生产线里边的机器人是不具备自适应性能力和人工智能算法的,但是随着人工智能在近十年的时间里飞速发展,这一代机器人,具备了人工智能算法,由 AI 驱动了 RPA 的升级。

  提到这一代机器人的发展,杨歌分享了他在不久之前的一次经历。在参观工业富联生产流水线之时,杨歌发现,已经有很多的生产工作在与 AI+RPA 结合,比如图像识别、运动机能控制、设备的自适应协调等等,这些人工智能在未来会得到越来越多的使用,使得生产流水线越来越复杂,也越来越智能化。

  杨歌表示,在他的定义里面,这样的流水线”的雏形。他解释道,工业 4.0 就是工业信息化、数字化和智能化,而对于机器人来说,一个很重要的点就是:它们需要数据,要有数据的积累、要有数据的响应、反应控制、要有边缘计算;有的机器人相对比较简单,可以用一条流水线上的小型机,或者简单的电脑来处理它的计算,但更多的机器人,需要更加复杂的计算,如果处理量再增加,则还需要云计算。

  第四代工业机器人被称为 AMR,AutomaticMobelticRobotic。当第三代的智能化流水生产线的机械手臂,越来越具备智能化算法的能力的时候,机器人的运动机能和视觉识别也就会越来越强,第四代机器人 AMR 可以被称作“独立行走的工业化机器人”。

  杨歌说:“事实上,AMR 是在前三个机器人的基础之上诞生的,只有在前三代分别成熟的时候,AMR 才会比较成熟。”

  工业机器人行业需要其他行业、企业进行组合,这些行业、企业负责的每一环制造、生产也都涉及复杂的技术,当应用这些技术的产品组合在一起时,有需要其他更复杂的技术来进行连接、运行,这也造就了工业机器人技术复杂的特征。

  有了上述两大复杂性特征的前提存在,中外工业机器人行业的发展也就因此产生了差距,这种差距同时存在于生态和技术上。

  杨歌在谈到这一问题时表示,首先要从认知上进行划分。根据他的观察,中国很多企业都是沿着需求进行研究与发展,因而创出了一条基于商业化和工业化的生态,这种生态虽然在中国是有一定环境的,但是这类生态的科技迭代能力相对而言不是最优的,它只是基于需求、基于市场、基于工业和传统制造逐渐转型的需求进行的技术迭代。

  2020 年,世界发生了太多大事件,而对全球科技、经济等市场造成影响最大的就是新冠肺炎疫情了。

  今年上半年,在新冠肺炎疫情影响下,全球的科技产业都处在比较低迷的状态,虽然催生出了线上办公的热潮,但是工厂停工、制造放缓,很多传统企业对于自动化产品的需求也没有那么强烈了,这也直接影响了工业机器人行业。

  他解释说,旧基建时代,水、电、热力、通讯信号、网络传输等等基础建设为新基建提供了稳定的基础;当这些基本的设施、技术得到了普及与稳定发展之后,到了新基建时代,5G、边缘计算、人工智能芯片、特高压等等才能得到好的发展,也因而又成为了物联网的基础;当 5G 基站、AI 芯片、边缘计算等一系列设施普及之后,工业机器人这样的行业与产品也会自然而然地获得茁壮发展的土壤。

  智能制造行业是一个非常典型的多复杂学科交织的行业,一个看似简单的产品中可能集成了全世界各个顶级公司的顶级研发成果,所以它非常需要全球化、非常需要开放与合。

  中国目前在很多行业领域里都具有比较强的自研生产能力,在全球范围内,杨歌认为中国在生态系统生产完整度上都是最完整的:小到市场需求、中到工业生产、大到前沿研发,中国都是世界少有的可以完整包含全流程的一个国家。