刘欢:从无人到无尽,工业机器人如何智造未来

2022/04/06

         我是亚布力青年论坛理事刘欢,很高兴今天能够有这个机会在这里跟大家分享我在工业机器人领域创业的一些思考和成果。


         今天我介绍的这个主题就是“从无人到无尽,工业机器人如何智造未来”,我们公司的名字的意思其实就是有两重,一个就是无人、一个是无尽。我们的远景是什么呢?是希望能够通过机器人技术来提升世界生产力,将人从危险、肮脏、枯燥的工作中解放出来。


         接下来大致介绍一下我的情况,之前在上海长大,之后在美国麻省理大学学习计算机、人工智能这个方向,专注的点在机器人领域。因为我从小就很喜欢参加各种机器人比赛,后来学的是计算机,就希望把它应用在机器人方向。


         我在麻省理工读完本科和硕士之后就去了日本,和另外两位合作伙伴,日本的同事和美国的同事,我们三个人一起创办了这样一家公司。我们专注的点,就是在工业机器人的应用方向。


        目前为止,我们是以研发为主的团队,现在总共不到200人的规模,有三个国家,中美日。我们在全世界部署的生产系统已经超过600个,并且有很多机器人相关的专利、国际专利,400多项,以及得到了一些行业界、学术界的一些荣誉。


        我们的业务方向是三类:一类是在给各行各业的物流提供解决方案,另外就是在工业机器人本身的一个标准化产品的应用,以及更细的工业机器人的控制系统。


        首先我们给大家介绍一下我们的核心技术,这个技术名字叫运动规划。这个技术其实最先应用的场景是在无人驾驶上,我们的CTO劳森(音)当年是在美卡耐基梅龙(音)大学,是世界上一个非常知名的、厉害的机器人实验室。那个实验室那时候研究出来这么一个算法,其实是能够对一个高能空间优化问题进行一个非常好的解决,这类算法的最先开始的一个很实用的应用,就在于控制汽车行驶的控制策略上。


        汽车,我们学术界里说它是一个欠驱动系统,为什么呢?大家觉得汽车在一个平面移动、二维空间里面移动,好像这个任务并没有那么复杂。大家开车都知道汽车可以往前开,但是要转弯是有一个旋转半径,要让这个汽车横移到车门那个方向是没办法直接移动过去的,所以这个控制策略没有那么直观,这种系统就带有在某一个维度是没办法直接驱动过去,就可以叫它是一个欠驱动的系统,也就是说它其实是有很多约束情况下的一个控制问题。


他们这个实验室提出这个算法之后,就用在了无人驾驶汽车的控制上。他把这个技术应用在多关节机器人控制上面,因为像驾驶汽车一样,它的控制策略不那么直观,机器人有很多很多的关节,这时候靠简单的搜索、暴力的算法是很难通过计算让机器人真正自己动起来。后来劳森把这个算法变成一个开源软件,我们决定把这个技术商业化,就成立了这样一家公司。


        有了这个技术之后我们可以做一些有趣的应用,2013年在国际机器人展上面展的一个高速液体搬运的演示。在现有硬件的非常高的高度里面,怎么通过计算,真正能够让机器人自己看、自己动,能够做出一些人一样的事情,这就是我们希望能够带来的。


        当我们想要用更少的人办更多的事,那就需要提升整个单位的生产效率。提升单位的生产效率一个很自然的解决方案,是用一些先进的自动化设备,比如说工业机器人。


        工业机器人也不是简单的机器换人,工业机器人更希望能够把宝贵的人力资源从一些大家说解决“三个D”的问题,就是危险(dangerous)、肮脏(dirty)和枯燥(dull)的问题,从那些工作解放出来,放到一些更需要有创造力和更需要方法的工作里面。


       首先我们这边的工业机器人特指机械臂,一部分是机器人本体,一部分是控制器。这样一个设备大家没有进行更广泛的应用,总结下来有以下几个痛点:第一每台机器人尽管基本硬件和原理是差不多的,大同小异,但是每一家都有自己的编程语言和控制界面,这件事情本身是比较难的。第二所有的工业机器人因为它需要一个专业的培训,其实对于教机器人怎么动的工程师要求是很高的,要经过很专业的培训,操作一个很复杂的界面,这个机器人到底怎么动完全取决于这个工程师本身的能力。第三机器人基于人工示教的实现方式,缺乏智能操作,机器人能做的事情非常有限,只能做一些简单的重复工作,我们在学术界定义一个智能系统一般有三大组成部分:感知、规划和执行。传统的机械臂厂商或者集成商,更关注的是在一个执行的层面,只能保证硬件可靠、耐用,新的有很多人工智能的公司更多关注的是感知层面,纯粹是处理数据。但是真正让机器人能看能动的话,其实三者要结合,还有一个决策,就是你要结合感知+控制。


        还有一点自动化解决的问题是一些不同场景下的生产,这个时候很多不同的新的机器人需要被做出来,经过几十年的发展工业机器人的硬件产业链已经很完备了,企业差不多几个月的时间就可以把硬件设计出来,但是背后的大脑控制系统,因为到针对不同的硬件有相对应的,比如说驱动、运动学、动力学、用户界面等等,每个环节可能都需要很长时间的积累和迭代。所以说你要真的开发一款机器人设备需要数年的时间才能做好。


       综上所述,其实现在机器人的发展瓶颈在它的大脑上面,不通用、界面不友好、不智能,开发门槛很高。如果说我们要有效应用工业机器人,需要的不仅仅是它很靠谱的身体,还需要一个很给力的大脑。我们要针对解决这个问题,我们能做这样一个通用化智能,并且能够降低应用门槛的一个机器人的大脑,有了这个之后无人生产离我们就不远了


       接下来很快速的分享一下,我们在各行各业的一些带有我们机器人大脑的这些创新性的应用:


       在日用品电商,无人仓里面部署的工业机器人系统,这些我们也可以用机器人来解决和处理,无人化的仓库。


       在食品批发零售,这些工作可以由机器人在一个冷库里面半夜生产,这就是它的实际的需求,但这个需求对于人来说是非常不人性的,有了机器人我们就可以解决这个问题。


       在家电,大的家电,冰箱、洗衣机、热水器,这些大件人工来搬是非常累的,我们可以通过机器人来完成。


       在药物,药品其实不光光是量很大,而且对于整个业务的精准度要求很高,这时候人是很容易犯错,机器犯过一次错以后就可以总结经验避免再次犯错,随着时间的推移越来越聪明,业务的可靠度也会越来越高。


       在汽车制造业里面,汽车里面的很多零配件是又大又重,用工业机器人处理是非常好的。诸如此类,我们试图用最新的机器人技术来驱动这些工厂往黑灯工厂、无人化仓库去发展,把最后的业务痛点解决掉。


       我这边想说明的一点,机器人这个技术已经在我们生活的方方面面,衣食住行,大家可能不知道而已,其实无人生产未来已经在发生。

希望有更多有理想、有担当的企业家能成为我们的合作伙伴,投入到创造下一代无人仓库和黑灯工厂的事业中,一起智造未来。


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