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刘培超:人工智能与机器人的结合

报告导读

本次报告首先回顾了工业1.0到4.0过程中动能和机械臂的发展,然后介绍了越疆科技在轻量级智能化桌面机械臂上的一系列研发产品,很大程度上解决了操作、部署、价格等机械手臂的应用门槛,同时使用AI技术进行赋能,在语义分析加深度学习进行抓取、消费者简单示教机械手臂进行轨迹复现、空间感知避障等问题上取得了技术突破。目前,越疆科技的轻量级智能化机械手臂在教育、工业、商业都领域和场景中已经有了诸多应用。

专家介绍

刘培超,清华大学创新领军工程博士,国家"万人计划"科技创业领军人才、荣获"教育部全国万名优秀创新创业导师"、"十大深圳好青年"、入选"改革开放四十周年——影响深圳装备工业创新发展创新人物",荣获"中国机器人金手指风云人物"、"2017年度深圳机器人行业新锐人物"。2015年成立越疆科技,带领团队成功研发第一款桌面级机器人。主要从事桌面级机器人、工业机器人、智能化机械臂等领域研究。

报告内容

首先我们先简单回顾一个动能和机械臂的发展,从工业1.0石油燃料的应用,从煤炭到了蒸汽机把简单的手臂劳动变成机器的动能转化。到了工业2.0,到了电气时代就进入了批量制造的年代。到工业3.0,随着计算机、自动化和技术的发展,我们可以进行大规模批量化生产, 1959年,在美国诞生了第一台机械手臂,是属于一个液压的过程让它去解决笨重的劳动问题。

到工业4.0时代,随着云计算、大数据、互联网这些技术的发展,机械臂动能的发展方向是如何呢?这幅图全面概括了机械手臂的发展历程,我们知道所有的生产,从最原始的用木棍的生产,到最后大批量的生产,到最后是一个柔性分布式的生产,这里面整个生产过程的需求场景促使了这个机械手臂机器人的发展。上世纪欧洲的宝马、奔驰汽车领域开始大规模生产制造的时候,为了解决搬运劳动的问题,传统的工业机器人被大量的研制,像ABB、库卡(Kuka)这些公司已经发展了50多年。到上世纪80年代的时候,日本制造业转移到日本的时候,有像索尼、松下这些公司大规模的家电和手持电子产品开始组装的时候,机械手臂开始向轻量型发展,到了21世纪以来,特别是制造业开始大规模转移到中国,我们除了在3C领域实现了高度的自动化,在很多领域我们都没有实现自动化,甚至还处于工业2.0的阶段。

为什么是这样的呢?机械臂是很难用的,这里就有一个很大的问题需要解决,3C电子、娱乐、医疗、物流、新能源有很多应用场景出现后,传统的工业机械臂不一定可以解决掉,因为在传统机械臂的设计是六轴和四轴,是为了那个年代的生产被优化的,现在面临这么一个场景,需要有不同的产品矩阵去满足不同的场景,不是用一款机械臂满足所有的场景,刚才我们看到水下机器人,他有设计一个轻量型的机械手臂,所以未来我们需要不同的分布式制造终端的单元。

基于这样的理念,越疆科技产品矩阵也在进行推进和发展。这是近四年研制的三代产品,第一代是桌面的机械手臂,第二代就是协作型的四轴机械手臂,第三代就是感知学习型六轴的机械手臂。

这些机械手臂解决了一个什么问题呢?第一是使用门槛,我们不再需要复杂的编程,需要一个图形化的编程就可以把它用起来,第二是整个的部署,我们知道传统的工业部署非常难,现在像我们的电脑,从台式机到PAD越来越简单,解决了部署的问题。第三是价格的问题,一台二十几万的机械手臂对整个行业来说是有一个价格门槛,要把这个价格降下来,这三代产品从一万到八万不止,就能够降低使用者价格的门槛。

关于AI跟机器人的结合,我们也进行了概括和思考,第一个就是解决了视觉,第二是语音,第三是手臂,第四是移动腿,AI给予每个行业赋能,它就是一个大脑,我们知道我们用得最广的就是图象处理,用在安防、安检和公安系统,再就是在金融的很多领域,再就是像讯飞的语音翻译和语音理解,再就是无人驾驶,解决了我们的移动。

所有的实体经济和所有的生产制造,能够改善我们的物质生活,把生产成本降低之后,才能够为这个社会去积累更多的物质财富。当感知决策跟执行形成一个闭环的时候,AI真正给控制手臂的动能去完成赋能的时候,整个的生产将有进一步的发展。我们的研究团队已经有了一些研究成果,例如,语义分析加深度学习进行抓取、消费者简单示教机械手臂进行轨迹复现、空间感知避障等。

目前的应用场景中,在教育领域,我们从牛津大学到国外的斯坦福、伯克利,到国内西安交大等各个学校的代表都有这个机器人方案,他们用于二次开发和一些视觉应用。在工业领域也是解决了一些复杂的问题,当时引用了一些视觉曲线的弥合,对不同的物料机械臂代替人手,这是宝马的汽车座椅垫,把这个垫子在缝纫机下给缝出来。

我们最看好的一个场景,也是未来的商业场景,如果我们有朋友去日本的话,可以看到前三幅图,这都是日本正常的商店和餐厅里面在用的,他们用作冰淇淋、寿司、咖啡的制作,在国内还有一些奶茶,像北京、上海这些奶茶店都开业了,还有一些鸡尾酒的调试。当智能化的机器人实现这样一个操作安全问题和部署问题之后,除了在工业里去发挥更大的价值,还可以把商业领域进行一个非常好的拓展。

当AI跟机器人结合之后,它可以把机器人带到我们生活的每一个角落,越疆科技一直在推进轻量级智能化机器人的道路上。

最后我想说,我们对机器人期待蛮高的,为什么机器人还没有走入家庭?我们希望它端茶倒水、洗衣做饭,甚至对话陪同,我认为它是一个高度的技术集群,所以说我们也希望在五年的时间能够把这个机器人推到每家每户,我们认为机器人不一定长得像人,但至少能够帮我们解决生活的问题,真正帮我们解决陪护和照顾的场景,所以在这条道路上,随着AI技术的应用,可以让机器人越来越多地走入我们的生活。

本文分享自微信公众号 - 人工智能前沿讲习(AIFrontier),作者:刘培超

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原始发表时间:2019-12-10

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