机器人世界即将迎来百年一遇的大转变_0

2019-06-04 11:31

  追求高效率、低成本的生产线迎来了自动化新局面。随着人型机器人的登场,过去难以实现自动化的领域变为可能。欧美纷纷开发,期待人型机器人能够成为带动发达国家制造业回归的生力军。

  右手拧好螺丝,转动脖子,闪烁的双眼凝视旁边。在确认视线另一头的机械手准备就绪后,用指尖按下按钮。接收到指示的机械手开始组装部件。

  按下按钮的其实也是机器人。但这种机器人的外形与传统的工业机器人截然不同。脸、身体和两条胳膊。虽然是底座支撑,下身没有腿,但上半身接近人类的形态,是类人型机器人。

  从1960年代工业机器人在美国诞生算起,时间已经过了约50年。自动化生产线的景象即将发生改变。类人型机器人已经开始在制造一线成为新的生力军。舞台之一便是埼玉县加须市,造币机械制造企业日本光荣公司(Glory)的埼玉工厂。

光荣采用的人型机器人NEXTAGE。

  光荣采用人型机器人为收银台使用的找零机组装部件是在2011年。机器人负责把形状复杂的金属和树脂部件组装成一个单元。排成1列的人型机器人在结束自己份内的工作后,会将半成品交给旁边等待的同事。通过机器人的合作,逐一完成部件的安装。

  灵活性是突破口

  埼玉工厂自动化的历史长达近20年。生产技术部工厂改善团队经理飞田昭夫表示:过去除了机械手之外没有其他选择,自动化存在局限性。为了追求近似於人的灵活性、与人类共存,我们做出了采用人型机器人的决定。

  埼玉工厂开展的是多品种少量生产,1款机型的日产量仅为几十台左右。数量并没有大到采购大批机器人进行自动化的程度。而且,该厂的订单大都集中在下半财年,订货量的变化也比较大。难以实现自动化受到诸多制约。

  传统型的工业机器人为了提高精度,需要固定在生产线上,在四周围上透明板保护安全。不能轻易地移动或是改变生产线的布局。

  於是,该厂把目光投向了人型机器人。机器人利用头部和两手上的图像传感器确认部件的位置,右手与左手合作进行操作。因此,在某种程度上,需要拧螺丝的部件所在的左手无需精确定位。因为机器人拥有自己的眼睛,所以与其他机器人和人类的联动也比较容易。

  对於一项操作,熟练的工人用时更短。但是,在下班后空无一人的工厂中,如果机器人可以自己工作,就可以把机器人临时派到人手不足的生产线上。过去的机器人如果1台发生故障,整条生产线都会停摆,但采用人型机器人的话,故障机器人的位置只需操作员顶上即可。兼备了直接取代人类操作的灵活性、灵巧性,以及可以连续工作的耐力。

机器人拥有自己的眼睛

  而且,人型机器人还具有独特的效果。因为拥有两条胳膊,对於应该让其如何运动,现场的操作员容易设想,也容易进行改进。动作的设定也比较简单,即使不精通编程,也可以在现场教给机器人动作。

  现在,在埼玉工厂工作的人型机器人为12台。厂长圆尾胜彦说:我们希望把数量增加到现在的2倍。投资只要2~3年就能收回。工厂里还设置了正在实验的机密生产线。按照预定,这里将实现传统型机器人做不到的创意。

  光荣采用的人型机器人有自己的名字NEXTAGE。开发者是主要经营桥梁、建筑钢筋的川田工业公司。这家原本在机器人行业寂寂无名的公司从1999年开始把开发人型机器人作为一项新业务,於2009年开始制造销售NEXTAGE。始於人型这一崭新构思的NEXTAGE如今已经有大约50台活跃在日本国内。

  对外公开采用NEXTAGE的除了光荣之外,只有日立制作所的硬盘组装线等,还不是很多。

  川田工业执行董事机器人工学事业部长五十栖隆胜表示,包括电子、精密设备、汽车及食品等广泛行业在内,很多公司都预定在新产品生产线上采用。而且项目大都是各公司董事直接领导。

  除了制造业,物流和流通业、产品包装和检查等领域也有意采用。而且该公司还在积极开拓海外市场,比如欧洲的空中客车公司目前正在对是否采用用於研发的其他类型的机器人进行验证。

  MADEINUSA复活的王牌

  作为一大潮流,人型机器人的采用即将使世界各地的生产线面貌一新。其出发点之一很可能是美国。

  波士顿有一家备受关注的风险企业RethinkRobotics。其创始人、总裁兼首席技术官(CTO)罗德尼布鲁克斯(RodneyBrooks)是开发出自动清扫机器人屋巴(Roomba)的机器人风险公司iRobot的共同创始人。罗德尼布鲁克斯曾任麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室主任,是着名的机器人工程学权威。布鲁克斯於2008年创办的这家新公司的着眼点是人型工业机器人市场。

  该公司2012年9月发布的Baxter与NEXTAGE一样拥有两条胳膊和配备图像传感器的脸。价格为1台2.2万美元。设定同样无需专业知识,瞄准的用户是包括中小企业在内的广泛行业。曾经当选美国《时代周刊》杂志的2012年最佳发明。

  布鲁克斯自豪地表示,Baxter即将引领美国制造业的复兴。为了创造就业岗位,美国总统奥巴马提出了让制造业回归美国的口号。其亮点之一便是机器人产业。高生产效率、低成本的人型机器人,作为从中国夺回工厂的王牌,如今备受期待。

美国RethinkRobotics推出的Baxter机器人

  美国RethinkRobotics推出的Baxter机器人

  与美国政府增加机器人领域的预算相呼应,风险投资也在增加向机器人领域的投资。RethinkRobotics除了多家风险投资之外,美国亚马逊首席执行官杰夫贝佐斯(JeffBezos)的个人基金也是该公司的股东。

  苹果公司把部分产品的生产从中国迁回美国的新闻曾轰动一时。作为与这项国策相关的企业,RethinkRobotics成为了关注的焦点。在欧洲,瑞士ABB公司也已经开始开发同类机器人。率先采用人型机器人的光荣公司生产线虽然看上很另类,但可以说站在了世界潮流的前面。

  安川电机凭借双臂瞄准新市场

  今后把部分开发功能放在美国。还有可能收购当地企业,安川电机公司执行董事机器人事业部长南善胜这样说道。作为着名的工业机器人制造商,该公司的开发功能过去一直集中於总部所在的北九州市等日本本土。今后,面向新领域的机器人的开发职能将部分转移到美国。

  其原因是美国在传感器等领域拥有丰富的新技术和人才。对於人型机器人,除了马达、致动器等核心部件,图像传感器、控制算法、软件等技术也更加重要。因此,该公司觉得有必要尽快采用能够投入庞大开发资金的军需产业孕育出的先进技术,把这些技术运用於产品开发。

  尽管是以传统工业机器人为主力的企业,但安川也认为,在今后,机器人将逐渐渗透到过去没有采用机器人的工序和产业之中。双臂型就是其中之一,这是一种利用传感器技术与人类共存的类型。

安川电机双臂机器人

  该公司的产品线上已经配备了包括2条胳膊的双臂型机器人,并且还提供给了多个客户。尽管如此,南部长依然表示:过去的工业机器人长年以来一直是为汽车产业这个最大的客户进行优化设计的。在今后,适合用户的设计多样化还需要进一步发展。

  安川首先着眼的是生物医药领域。包括医药公司的新药开发和医院检查在内,过去只有高级专业人才才能从事的药品调配等工作将由配备了传感器的双臂机器人代劳。而且,医药领域存在很多伴随感染风险的危险环境,对机器人存在需求。按照预定,从2013年春季开始,该公司将推出设计与传统工业机器人不同的新型机器人,向日本国内的研究机构供货。

  机器人的世界即将迎来百年一遇的大转变。无法灵活利用人型机器人这个新选择的工厂或许会自动变为淘汰的对象。

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