科幻中的工業(yè)移動機器人正走進現(xiàn)實 已廣泛應(yīng)用

◎本報記者 葉 青

±3毫米

目前機器人移動精度已從最初的±10毫米發(fā)展到現(xiàn)在接近極限的±3毫米。這意味著，機器人的大范圍自由移動更加精準(zhǔn)。

兔年春節(jié)，《流浪地球2》是最為火爆的電影之一。其所展望的未來世界，更多根植于當(dāng)下工業(yè)場景和科技發(fā)展實際，可以說是現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的鏡像。在對未來世界的無數(shù)暢想中，機器人是未來社會中不可分割的重要組成部分。

在電影多個場景中出現(xiàn)的工業(yè)移動機器人，出自廣東企業(yè)——深圳優(yōu)艾智合機器人科技有限公司(以下簡稱優(yōu)艾智合)之手。這些機器人并非只存在于科幻電影中，實際上，它們已在當(dāng)下工業(yè)生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用，在電影中可謂“本色”出演。

電影里的機器人已廣泛應(yīng)用

《流浪地球2》中，不同形態(tài)的機器人出現(xiàn)于電影的各個場景：帶有機械臂的巡檢機器人自主操作監(jiān)測指標(biāo)，保障空間站人員生命安全；地球聯(lián)合政府會議廳中，機器人駐守一旁輔助人類科學(xué)決策；在北京航天中心數(shù)據(jù)中心，巡檢機器人支撐著海量數(shù)據(jù)平穩(wěn)運作；行星發(fā)動機機庫中，移動機器人有條不紊地搬運傳送著物料……

“我們總共有14款不同型號的工業(yè)移動機器人出現(xiàn)在電影里，包括巡檢機器人、工業(yè)物流機器人等。”優(yōu)艾智合市場總監(jiān)關(guān)健表示，“實際上，電影中的巡檢機器人，在現(xiàn)實生活中也承擔(dān)著重要的作業(yè)任務(wù)。如海上石油平臺、戈壁荒漠、海上風(fēng)電平臺、露天煤礦等極端復(fù)雜的環(huán)境中，都有機器人的身影。”

“電影里所看到的工業(yè)移動機器人行動靈活，它們由兩大主要技術(shù)構(gòu)成：激光SLAM融合導(dǎo)航+二維碼組合方式。”關(guān)健介紹，他們的工業(yè)移動機器人采用激光SLAM融合導(dǎo)航方式，路徑規(guī)劃采取虛擬循跡，自主規(guī)劃。機器人會根據(jù)先驗的地圖環(huán)境信息及自身傳感器實時感知的周圍動態(tài)環(huán)境信息，綜合評價后搜索出一條最優(yōu)路線，且能實時避開環(huán)境中的動態(tài)障礙物。該技術(shù)主要應(yīng)用于巡檢運維類機器人，已在電力、煤礦、鋼鐵、石化等領(lǐng)域使用。

為何要應(yīng)用工業(yè)移動機器人呢？“在電廠，以往的高低壓配電柜電路通斷靠人工操作。因操作具有一定的危險性，必須兩個人默契配合，一人讀操作說明，另一人按步驟逐一操作，否則容易因操作不當(dāng)造成災(zāi)難性人員傷亡事故。”關(guān)健說，機器人能夠識別周圍環(huán)境，將誤差控制在±5毫米內(nèi)，還可自主移動到配電柜正前方，自主判斷開關(guān)旋鈕位置，代替人工實現(xiàn)電路通斷。

工業(yè)移動機器人不僅不怕苦，還以專業(yè)性強的優(yōu)點，成為半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)智能化的中堅力量。

晶圓是高成本半導(dǎo)體原材料，極其脆弱，搬運過程中一旦有所震動就可能導(dǎo)致晶圓碎裂成為殘次品。工業(yè)移動機器人的出現(xiàn)，讓問題迎刃而解。機器人的機械底盤可以保證它平穩(wěn)運行，同時通過自動控制機械的方式，規(guī)避了人工操作不一致性所帶來的損失，保障了良品率。

讓算法在商業(yè)實踐里產(chǎn)生價值

優(yōu)艾智合機器人與《流浪地球2》結(jié)緣，始于2021年。當(dāng)時，在上海舉行的世界人工智能大會上，導(dǎo)演組被優(yōu)艾智合機器人優(yōu)異的性能所吸引。

但提起機器人的研發(fā)過程，關(guān)健直言“并非一帆風(fēng)順”。“雖然團隊有技術(shù)優(yōu)勢，但并不清楚技術(shù)究竟能在什么場景和行業(yè)中創(chuàng)造價值。”他回憶道，“創(chuàng)業(yè)前兩年，我們嘗試了大量的行業(yè)應(yīng)用，才逐漸聚焦到工業(yè)物流、智能巡檢運維兩大行業(yè)場景。”

如何讓激光SLAM融合導(dǎo)航算法在商業(yè)實踐中產(chǎn)生實際價值，是研發(fā)團隊面臨的最大挑戰(zhàn)。如巡檢運維機器人的核心在于移動底盤平臺，它需要針對不同行業(yè)的深度需求，構(gòu)建完整的機器人形態(tài)和上層的業(yè)務(wù)軟件系統(tǒng)，形成一整套的解決方案，才能夠?qū)崿F(xiàn)自動化運維操作。

“我們的技術(shù)研發(fā)均指向應(yīng)用場景。首先需要理解場景對機器人的全方位要求，這不光包括操作精度，還涉及安全、流程規(guī)范等問題，并需要不斷根據(jù)實際需求進行設(shè)計調(diào)整。”關(guān)健說。

僅是怎樣讓機器人在高強度工作中滿足工廠潔凈的等級要求，就讓研發(fā)團隊下了一番苦功夫。“輪子一定要與地面產(chǎn)生摩擦才能走動，我們總不能把輪子罩起來吧？”關(guān)健打趣道。他說：“從材料的選擇到輪子的安裝，再到運營和維保，經(jīng)過很長時間的打磨，才最終確定出標(biāo)準(zhǔn)方案。”

在一個超過10萬平方米的空間里，解決工業(yè)移動機器人的高精度移動也是一個大挑戰(zhàn)。“精度是我們長期發(fā)展的技術(shù)方向。目前機器人移動精度已從最初的±10毫米發(fā)展到現(xiàn)在接近極限的±3毫米。這意味著，機器人的大范圍自由移動更加精準(zhǔn)。”關(guān)健特別強調(diào)，工業(yè)移動機器人的技術(shù)發(fā)展是一個平滑演進、不斷提升的過程，而非飛躍式的技術(shù)發(fā)展。

為智能化建設(shè)提供堅實根基

當(dāng)下，工業(yè)移動機器人正成為先進成熟的生產(chǎn)力，在各個行業(yè)場景中迸發(fā)出巨大的價值。正如在《流浪地球2》所建構(gòu)的未來世界中，工業(yè)移動機器人可自主執(zhí)行搬運、操作、巡檢等任務(wù)。

關(guān)健也明顯感受到各行業(yè)擁抱工業(yè)移動機器人的熱情。“前幾年，客戶的需求往往只是一兩臺機器人。在大型工廠里，兩臺機器人實則產(chǎn)生不了價值，客戶是用它們來驗證新技術(shù)應(yīng)用的可靠性、穩(wěn)定性和可行性。嘗試之后，客戶會在不影響正常生產(chǎn)情況下，再試著改造一整條生產(chǎn)線。現(xiàn)在很多客戶已完全信任機器人了，用上百臺機器人改造一整層的工廠，甚至是整棟樓工廠。”他說。

對于工業(yè)移動機器人應(yīng)用是否成熟的問題，在關(guān)健看來，需要分行業(yè)看待，“制造業(yè)里電子相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)非常成熟”。

如隨著近年來移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的持續(xù)高速發(fā)展和國家“東數(shù)西算”戰(zhàn)略部署的全面啟動，大型、超大型數(shù)據(jù)中心持續(xù)建設(shè)投產(chǎn)，優(yōu)艾智合巡檢機器人在數(shù)據(jù)機房中自主巡檢，保障海量數(shù)據(jù)暢通流轉(zhuǎn)，為智能化建設(shè)提供堅實根基。

“電影中對未來世界基于算法、數(shù)據(jù)、新能源的建構(gòu)，與我們的業(yè)務(wù)布局一脈相承，兩者均反映了數(shù)據(jù)中心、新能源等當(dāng)下工業(yè)生產(chǎn)最具前瞻性和戰(zhàn)略性的重要領(lǐng)域，是構(gòu)建未來世界的必要元素，是社會工業(yè)發(fā)展的底層邏輯。”關(guān)健透露，接下來他們將重點攻關(guān)機器人協(xié)同運動的技術(shù)難題，提高機器人整體的使用率，目前企業(yè)已參與相關(guān)的國家重點研發(fā)項目。

科幻電影根植于現(xiàn)實工業(yè)基礎(chǔ)與科技發(fā)展，同時為科學(xué)技術(shù)的進步提供合理浪漫想象。“這是國家科技實力的體現(xiàn)。”廣東工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院智能制造與機器人研究所所長管貽生說，機器人涉及多個學(xué)科，是工業(yè)制造頂端的“明珠”，“一個國家機器人技術(shù)越好，說明科技水平越高”。