机器人技术2015年展望:协作、连接、融合(上)


模糊的界限。机器人产业最重要的变革时期将降临在我们身上。这将会是一个合作、连接和融合的阶段,将我们推入生活中各个方面都充满着自动化的世界。它已经以很多形式存在。智能手机、智能家居,所有的车用传感器。只是我们将这些视之为理所当然。 未来,智能家居和智能办公也将不足为奇。 就像台式电脑让位给笔记本,平板电脑也正在模糊我们工作和家庭生活。机器人将无处不在,用途广和适应性强。自动化将一如既往做该做的事情。让一切变得更快、更简单、更美好。 工业化,需要协作,需要服务机器人。差异化将变得微不足道。最先进技术的汇聚将创造可以完成工作的机器人。协作将变的大众化。 从人-机器人、机器人-机器人到机器人-机械设备,协作将超越物种的局限,它将无缝地集成先进技术,赋予机器人智慧—传感、感知、学习、交流和抓取能力。协作将聚集在一起的机器人供应商、集成商、科研人员、贸易和协议组织、创业公司、投资者、加速器和最终用户都互惠互利。 未来将会以物联网的形式连接。连接在一起的企业、机器人、机械设备和各种形式的自动化将通过免费的电缆相互通信,与人类合作分享有价值的数据。 各自的界限会逐渐消失。协作将成为第二天性。自动化将扎根我们的生活,它将无所不在以至于我们熟视无睹。 天使投资和加速器 机器人领域被很多倡导者拥护,如果你愿意也可以成为布道者。他们推动了所有重要的合作。机器人布道者Andra Keay就是这支强大队伍的领军人物。 Keay是Silicon Valley Robotics(SVR)的主管,SVR是由湾区的机器人公司结盟发起的非盈利工业集团,发起成员包括AdeptTechnology、Bosch、SRI International和 Willow Garage。 Keay说:“SVR非常多样化,我们扩展了许多不同的垂直行业,各种规模的公司都有。我们不仅和IntuitiveSurgical拥有全球最大的机器人公司之一,同时也有很多小型创业公司。” “从创业生态系统发展来看,过去十年发生了巨大变化,”她说。“我们看到越来越多专注于硬件的加速器建立,特别是在机器人领域。Qualcomm和TechStars也成立了一家机器人加速器,这并不是第一个专注于机器人的加速器。2012年以前,只有两个硬件加速器,最近两年约有15个加速器建立。这个速度太惊人了!” 她把这种现象归功于小批量制造、快速成型、大众募资和天使投资人,所有的这些因素使得机器人创业更加容易。 Keay有很多职务头衔。她是网站Robohub.org的董事,这个全球性的网站提供关于机器人的新闻和观点;她也是RobotLaunchpad的创始人,提供全球性机器人创业竞争;她还是Robot Garden的合伙人,宣扬机器人技术和STEAM(科学、技术、工程、艺术和数学)的家庭友好式社区活动。Keay在澳大利亚长大,她从童年开始就迷恋高科技。” “对于正在发生的这些变化,我感到很兴奋。这是我们技术的革新,作为社会成员我们要如何面对这种变化。我很清楚,机器人将会成为改变世界技术的下一个浪潮。” 传感器,软件和末端工具 我们在展览大厅中看到的机器人,除了新型的协作机器人和双臂摇头机器人,机器人本身并没有取得任何巨大技术飞跃,至少在工业领域没有。甚至是传统的机器人制造商也会告诉你,传感器、软件和末端工具(EOAT)才是游戏规则的最大改变者。这些是近期取得的最大进展,未来五年预计会有更多飞跃。

一个软驱动机器人夹持器处理各种电子商务产品(图片来源:Soft Robotics) Keay认同这种看法:“最让我高兴的是末端执行器正在发生变化,我认为它将完全改变游戏规则。” 她提到了名单上的一些公司。(Keay在文中提到了某些公司,她同时也是这些公司的顾问和投资者) “我真的很喜欢通用机械手(是指最先由康奈尔大学提出的Empire Robotics jamming transition技术,我们去年的文章中曾做过相关报道)。但我真正兴奋的是软体机器人所取得的进展。” Keay说。 她列举了两家创业公司,SoftRobotics和Pneubotics。“这两家公司都在研发可以处理各种对象,具备气动、柔软性、协作、安全并且廉价的末端执行器。Pneubotics公司源于旧金山的一家实验室。Soft Robotics公司来自哈佛大学的Whitesides研究小组。我们关注这项研究已经很长一段时间了,它现在终于从实验室走向商业化。” “还有很多像RightHand Robotics这样的公司,”她补充道。 “他们研发了许多有趣、新型低成本和有感知的机械手,每个产品都有完全不同的应用。” Keay认为软体机器人末端执行器将把自动化延伸到新领域。“他们将用于食品、柔性包装和纺织品。同时,还有大量工艺过程可能会采用机器人。” 软体机器人机械手 在以前的文章中,我们提及过软体机器人,它早期得到了美国国防部高级研究计划局的资助(ChemBot),软体机器人将在服务机器人领域中发挥重要作用。 SoftRobotics公司,是哈佛大学教授George Whitesides和其长期合作伙伴Carmichael Roberts以及他们的学术伙伴哈佛大学Wyss仿生工程研究所的Conor Walsh博士于2013年共同创立。他们研发的这款柔软性,兼容性的机械手在去年秋天首次公开亮相。 “我们现在讨论一些大型的公司来展示我们的技术,”Soft Robotics公司的CEO CarlVause说,“我们最有兴趣的是在非结构分拣包装应用中,它在许多电子商务和零售物流业务中有显著优势。” 机械手处理各种电子商务物品,从办公用品、书籍、各种尺寸的纸箱到可变形物体,例如包装的衬衫和袋装的大米,甚至是10磅壶铃。软体机器人并不意味着软弱。 Vause说他们目前正在研发第五代机械手。图片中的末端执行器是第三代。 未来机械手将擅长于集中在电子商务对象的大小和土体抗力,最大程度让机械手的易变性能够适应所有可能的电子商务对象。我们让一个设备尽可能抓取各种类型的对象。 “传统物流专注于移动装有上千件T恤的托盘,”他说。“现在,我们专注于一件T恤、一个足球和沙拉滤盘的移动。” “我们的技术是专注于软启动器,”Vause解释道,将像气球样的机械手和机械装置区别,“当你用液压或气动方式对机器人施压的时候,它们可以完成相应的体力动作,这样你就可以用手指或者合适的抓取器指挥操作。” “如果我们使用一个大设备提起南瓜,或者使用一个小设备拿钢笔或信用卡,它的几何结构非常重要。这个几何结构包括对象的大小和气动网络的具体形状,以及它们在装置内是如何分布。第二个重要的组成部分是材料。我们希望机械手既可以提取西红柿,也能牢固的抓起袋装大米或者哑铃。” 强大且兼容 Vause说他们制造启动器的材料都是弹性体,这种设计选择使他们更加安全。末端执行器是通过电力运转,市场上所有机械手臂都是即插即用。 “关于软体机器人最具颠覆性的是原型设计周期,”Vause解释道。“传统机器人操纵者可能需要数月或数年时间来开发产品原型、调试和上市,我们的原型设计周期现在缩短至三天。其它机器人公司给我们的反馈是,“这是令人难以置信,我们从来没有见过一个公司可以如此快速完成!因为这是快速制造。我们使用3D打印来完成所有的首轮内部原型设计。” “我们目前正在与潜在合作伙伴合作以明确更多应用需求。希望这将为今年带来更多资金投入。目前,我们的目标是物流、仓储和先进制造业。” 3D打印的末端工具

用于注塑成型的3D打印机器人末端执行器(图片来源:ASS End of Arm Tooling) 其它末端执行器制造商也在使用3D打印来加快设计和开发周期。我们听到了整个机器人行业颠覆性技术的隆隆声。 ASS公司采用3D打印技术制造用于塑料成型行业中的真空末端执行器。Juergen Kortberg,是德国EOAT制造商的北美业务副总裁,他说图片中3D打印末端执行器的轻量化设计至关重要,因为低负载直角坐标机器人通常被应用在塑料注塑成型。 他说EOAT的独特之处是可以提供空气和真空的空心内部通道。这样可以不需要空气软管。 “我们也使用3D打印机制造标准化的现成机械手,”Kortberg说。 该公司的IPG机械手是由选择性激光烧结(SLS)打印而成,通过张开部件上小开度的内径来抓取物体。 用于3D打印的机器人 多关节型机器人正被用于3D打印原始部件,或用于现有需要修复或者构建的模具或部件中。 “我们有客户正在使用六轴机器人进行3D打印,”加拿大蒙特利尔JabezTechnologies公司的总裁Chahe Bakmazjian说。在之前刊登的文章中曾描述过他们公司用于离线机器人编程的Robotmaster?软件。 Bakmazjian说他现在的客户,有些已经能提供机器人3D打印应用,有些正处于对各种3D打印材料的研发阶段,这些材料包括树脂型家具、冰雕塑、冰酒店的组件和金属零件。他说还有些针对军工行业的应用,他们正在构件能够用来烧结的粉末合金部件。在3D打印中,使用离子体或激光焊接工艺来制造金属原材料部件,然后研磨成形。 “一些客户通过3D打印将补充材料添加到磨损或损坏的部分进行修复,”他补充道。Robotmaster软件正被用于许多这样的应用中,它能够在3D打印过程中自动计算和优化机器人轨迹。 在其它3D打印应用中,据说机器人系统集成商使用3D打印机创造零件以验证他们自身系统设计和概念。这是有必要的,因为他们的客户还没有部件为系统监测。随着3D打印机成本的下降,3D打印需求将会不断上升。 无处不在的传感器 在3D打印影响着EOAT领域的同时,涌入传感器技术的新企业数量也打破了纪录。这对机器人来说是一个好消息。 “传感器是最大的痛点之一,但也是我们所见过最快速提升的领域之一,”Keay说。“传感器的价格正在下降。在其它设备中的应用也越来越广泛,我们正在获得越来越好的传感器。” “我所知道的大多数机器人公司都在呼吁更好、更小、更便宜的传感器以及嵌入式传感器,”她说。“大家都想要LIDAR。在过去六个月中,我正在快速进入各地的LIDAR创业公司。有三个印象深刻的公司是美国LADAR、SCANable和Ocular Robotics。” 在协作面前,传感器发挥着关键作用。智能传感器的使用将使得人类与机器人的协作前途一片光明。 “人们想要更多的互动,”安川技术总监Erik Nieves说。“他们想要安全做到。我认为下一步飞跃就在传感器,机器人将会更擅长确定数量、位置,甚至会人们的意图。” “现在,如果你有一个safety-rated传感器,例如是光幕传感器,“他说。“我跨越障碍进入到里面,然后你紧贴着我进来。虽然我们俩都在那里,但机器人并不能真正感知到。这个现在并不重要,因为即便是我们两者之一在里面,机器人也不会有任何动作。当我们两个人都离开的时候,它才可能会进行下一步操作。” “但是随着机器人和操作变得更加复杂,你可能要停止在二维空间的操作,”Nieves说。“我们需要进入多维空间。这才是真正的大变革。有人正在准备着安全容积传感器。想象一下safety-rated Kinect传感器。未来,机器人会比现在更智能,协作也将会更加和谐。” LeapMotion传感器是智能技术的一个例子。当你指引机器人穿越房间的时候,你的食指变得非常强大。 现在,将这项技术应用到移动机器人。将Leap Motion 与虚拟现实技术、可穿戴设备、机器人结合— 想象这些可能性。将会让我们大开眼界! 智能软件 智能传感器需要更智能的软件。机器人拥有这两者会更完美。 MoveIt是针对移动操作的一款开源软件。从开发者的网站来看,该软件集成了运动规划、操作、3D感知、运动学、控制和导航的最新优势。它用于各种传统、协作和移动的alpha测试中。 安川Nieves说,这项技术将会在人与机器人之间更复杂的互动中发挥重要作用。 “现在的人机协作中,机器人的表现还很单一,”他说。“机器人按照设定的程序动作,如果我阻碍它,它就会自动停止。无论是它撞击我之前还是撞击我之后停止,这都不重要。它并没有因为我的存在而调整自己的行动。MoveIt软件就比它更智能。它会思考,既然挡住了,那我就重新规划动作,这样我可以用自己的方式和他们协作。” 安川双臂机器人使用这款软件协调直线运动和轨迹规划。机器人可以自己检测到两个双臂和其它对象之间的碰撞。

原文发布于微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

原文发表时间:2015-04-09

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏大数据文摘

[重磅演讲]段永朝:流动的大数据

17550
来自专栏新智元

机器的崛起如何改变了人类的时间观

【新智元导读】几百年间,人类和工具(包括机器、AI)的关系发生了重大变化,这甚至折射在了人类的时间观上。人类从作为自己时间的完全的主人,到和工具一起共同遵照新主...

371100
来自专栏智能计算时代

9个你不了解的关于物联网的事实

IoT设备已经在我们周围,但是与未来几年下一代数据网络引入的这个市场将会出现的爆炸性相比,这是没有什么的。 物联网正式是大交易。你知道这个故事:机器到机器网络将...

30730
来自专栏PPV课数据科学社区

数据正在催生的新经济

相比之下,数据交易几乎无迹可寻,至少,数据与金钱的交易鲜有存在。这跟它“新兴资产类别”这一称号很不相称。在2011年发布的一份报告中,世界经济论坛(WEF;达...

30990
来自专栏钱塘大数据

未来工业智能化的关键——智能传感器

传感器传感器应用非常广泛,工业生产各个组成环节都需要传感器进行监控,并把数据反馈给控制中心,以便对出现异常节点进行及时干预,保证工业生产正常进行。而新一代高级智...

40860
来自专栏量子位

哈佛机器人研究全景图:超越想象,完爆科幻

原作:Alvin Powell 唐旭 夏乙 编译整理 量子位 出品 | 公众号 QbitAI ? 哈佛大学的科学家们,正在推动机器进入新的时代。他们使用最前进的...

40550
来自专栏人工智能快报

谷歌将在2019年终止与国防部的人工智能项目合作

谷歌将在2019年后终止其与五角大楼人工智能项目Maven的合作。Maven项目寻求利用人工智能技术来提高军用无人机识别物体的能力。

13420
来自专栏数据和云

Oracle和Google之争:Larry Ellison缘何穷追不舍

昨天的新闻,Google在Oracle的起诉中,最终赢得了陪审团和法官的支持,被判定并未侵犯Oracle的版权。 经过了两个星期的庭审,联邦法院最终于当地时间...

32670
来自专栏华章科技

DT时代,你需要知道的数据报告网站

链接:https://www.zhihu.com/question/19766160/answer/92693568?from=profile_answer_c...

13330
来自专栏逻辑熊猫带你玩Python

故事 | 讲讲真实程序员的故事,不励志,但是很真实!

以下内容,不能代表程序员整个群体的所有情况,请各位读者不要因为以下内容对程序员这一群体产生误解。

89320

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券