近年來,機器人的發(fā)展及應(yīng)用使得高可靠性和高精度的柔性機器人末端的需求也越來越多。現(xiàn)有的末端執(zhí)行器并不能完全滿足多樣化的場景需求,靈巧手的售價太高不適合工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。機器人抓取系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在產(chǎn)品裝配、倉儲物流、檢測等領(lǐng)域,因此對機器人末端的靈活度、精確度、柔性有更高的要求。如在大部分電子產(chǎn)品裝配還都以人力為主,工廠的裝配線分布在勞動力成本比較低的亞洲國家。隨著用工成本的增加,人力成本已經(jīng)在這些國家不再占據(jù)優(yōu)勢,更靈活可靠的機器人級自動化系統(tǒng)已經(jīng)成為解決問題的關(guān)鍵。機器人末端執(zhí)行器的柔性是整個機器人系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)瓶頸之一。
根據(jù)Global Market Insights.Inc研究報告顯示,機器人末端執(zhí)行器市場的收入在2018年超過25億美元,預(yù)計到2025年將達到65億美元,到2030年將超過100億美元的市場。2019年至2025年期間,年增長率達14%。全球每年消耗的夾爪數(shù)量超過3000萬個,并且全球前15強的末端執(zhí)行器廠商無一中國企業(yè)。
2021年4月知行機器人加入阿里云加速器,作為阿里云加速器“智能制造”賽道的代表企業(yè),與阿里云達成共識后,快速展開了上云用云合作,并作為案例企業(yè)入選阿里云加速器《2022機器人產(chǎn)業(yè)圖譜及云上發(fā)展報告》,受邀參展2022年云棲大會。
知行機器人雖處于初創(chuàng)型企業(yè),但是處于機器人及人工智能這一興新產(chǎn)業(yè),在未來五年,公司致力于為智能制造領(lǐng)域提供“靈活、可靠、安全、智能的機器人系統(tǒng)解決方案”,解決智能抓取系統(tǒng)中靈活末端執(zhí)行器、精確控制及通用智能算法等核心技術(shù)問題,開發(fā)出具有市場競爭力及成本優(yōu)勢的智能裝備。通過對細分行業(yè)的生產(chǎn)自動化及倉儲自動化,創(chuàng)新運營實現(xiàn)顛覆性發(fā)展。
知行機器人堅持持續(xù)的自主創(chuàng)新,全面提高公司團隊的研發(fā)能力和技術(shù)水平,集中精力做好企業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn),并結(jié)合工程應(yīng)用和市場需求,力爭建設(shè)機器人手領(lǐng)域的世界級的研發(fā)中心和生產(chǎn)基地,打造機器人領(lǐng)域的領(lǐng)軍團隊,推進新產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新,成為世界一流的智能抓取產(chǎn)品供應(yīng)商和系統(tǒng)解決方案提供商。
一、柔性機器人末端及智能抓取系統(tǒng),實現(xiàn)制造領(lǐng)域生產(chǎn)及流通自動化
中國于2015年印發(fā)《中國制造2025》,提出智能化制造目標(biāo),并于其后出臺了《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等一系列針對制造業(yè)的扶持政策,尤其指出要推動工業(yè)機器人及其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展,鼓勵制造業(yè)向自動化轉(zhuǎn)型升級。
制造業(yè)自動化轉(zhuǎn)型是推動工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展的最大動力,在市場和政策的助力下,未來很長一段時間內(nèi)機器人行業(yè)都將會有持續(xù)的增長,而復(fù)產(chǎn)復(fù)工讓汽車行業(yè)、3C電子、新能源鋰電等行業(yè)的需求恢復(fù),也給了機器人行業(yè)更多的發(fā)展空間,盡管從短期來看,疫情大環(huán)境下機器人行業(yè)還是免不得會受到影響,但從長遠看,這一成長型行業(yè)的發(fā)展?jié)摿σ廊豢捎^。
知行機器人旨在研發(fā)柔性機器人末端執(zhí)行器及智能抓取系統(tǒng),并將其應(yīng)用于制造領(lǐng)域生產(chǎn)及流通自動化,如3C、半導(dǎo)體、鋰電、新能源、汽車電子等的裝配、檢測、上下料、搬運、分揀等領(lǐng)域,提高機器人靈活操作力,降低生產(chǎn)和裝配勞動強度,克服工廠面臨人員短缺等問題,提高各領(lǐng)域的生產(chǎn)效率。知行機器人創(chuàng)始人白國超表示:“不管是流通性物流還是生產(chǎn)性物流,由智能機器人替代人工作業(yè),進行高效拆零出庫,逐漸成為趨勢。知行機器人集合先進的AI+3D視覺識別技術(shù),機器人運動規(guī)劃及自動標(biāo)定技術(shù)系統(tǒng)性解決行業(yè)痛難點?!?/p>
倉儲(箱子拆垛)
據(jù)了解,知行機器人創(chuàng)始人來自海歸博士,帝國理工博士后,而其核心研發(fā)團隊來自帝國理工、交大、哈工大、復(fù)旦大學(xué)、東南大學(xué)、蘇州大學(xué)等,為其在工業(yè)自動化裝備發(fā)展空間的拓展中,提供了廣闊且扎實的技術(shù)、產(chǎn)品、和研發(fā)基礎(chǔ)。
二、工業(yè)生產(chǎn)正在由粗糙走向精細,末端執(zhí)行器市場的廣闊藍海已經(jīng)清晰可見
智能末端執(zhí)行器可應(yīng)用于工業(yè)裝配、上下料、倉儲搬運、物流分揀等領(lǐng)域,不僅節(jié)約了投資成本、用工成本,降低生產(chǎn)和裝配勞動強度,克服工廠面臨人員短缺等問題,還能提高各領(lǐng)域的生產(chǎn)效率,滿足多樣化的生產(chǎn)需求,促進智能制造領(lǐng)域技術(shù)更新、產(chǎn)業(yè)升級。
隨著多樣化生產(chǎn)需求的擴大,工業(yè)生產(chǎn)線也越來越繁雜,對于大型重力物體的抓取來說,具有通用特性同時又擁有大負載抓取能力的末端工具是工業(yè)生產(chǎn)制造急需的產(chǎn)品。
知行系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的自適應(yīng)末端執(zhí)行器通過創(chuàng)新機構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)自適應(yīng)物體形狀,通過精確力控實現(xiàn)自適應(yīng)抓取力;同時,多傳感器融合實現(xiàn)自適應(yīng)物體位置,其優(yōu)點是,輕、中、重載全系列,標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口,即插即用,精確位置、速度、力控制。
公司現(xiàn)已開發(fā)的大負載電動機器手包括60kg級三指重型模塊手和120kg級六指重型模塊手,負載能力強,能夠根據(jù)客戶需求調(diào)整夾持力,實現(xiàn)對不同形狀和尺寸產(chǎn)品的平穩(wěn)抓取。模塊化設(shè)計三指、六指獨立驅(qū)動可對不同形狀和尺寸的物體進行自適應(yīng)精確抓取,具有更高的智能性和靈活性,提升了知行機器人手在各種應(yīng)用場景的使用效率。
如今,知行機器人自主研發(fā)的大負載電動機器手,能夠解決物流、工業(yè)等領(lǐng)域重型物體的抓取需求。而大負載電動機器手在釀酒行業(yè)已實現(xiàn)項目落地,用于倉庫內(nèi)部的拆垛碼垛環(huán)節(jié),產(chǎn)品已平穩(wěn)運行,并在同行業(yè)進行廣泛推廣,受到多家企業(yè)的認可與好評。
重載搬運系統(tǒng)
在具體產(chǎn)線解決方案上,知行專注于實現(xiàn)AI+工業(yè)制造和AI+職業(yè)教育
1.倉儲出入庫系統(tǒng):上游來料輸送線運輸裝載產(chǎn)品的托盤到機器人工作站,Al3D視覺拍照定位產(chǎn)品,根據(jù)要求,引導(dǎo)機器人抓取指定個數(shù)的產(chǎn)品到下游輸送線或者直接碼垛,完成機器人拆零出庫作業(yè)。
2.立庫智能出入庫系統(tǒng):智能庫位自動管理,實現(xiàn)精準(zhǔn)定位、智能庫存管理、精準(zhǔn)出入庫。機械臂與智能立柜無縫對接,自動存取、系統(tǒng)集成訂單、WEB、導(dǎo)出/打印功能,支持PC端、安卓系統(tǒng)端等。
3.黃酒自動化產(chǎn)線:工業(yè)級,自適應(yīng)多指手,無人化倉儲搬運,自動堆垛機,AGV托盤搬運,無人化倉儲碼垛搬運。
4.重載移動搬運系統(tǒng):機器人及人工智能技術(shù)突飛猛進的發(fā)展,在醫(yī)藥、電商、食品等領(lǐng)域的應(yīng)用正逐漸興起,不管是流通性物流還是生產(chǎn)性物流,由智能移動機器人替代人工作業(yè),進行高效搬運、出庫等逐漸成為趨勢。
圍繞柔性機器人末端及智能抓取系統(tǒng),知行積極融入生態(tài),發(fā)展合作伙伴,聯(lián)合技術(shù)研發(fā),構(gòu)建細分行業(yè)壁壘。知行機器人累計服務(wù)客戶超過200家,與國內(nèi)50余家企業(yè)建立合作,積累多個行業(yè)智能制造及自動化成功案例。在傳統(tǒng)與新興行業(yè)(工業(yè)制造、倉儲物流、新能源、半導(dǎo)體、生物醫(yī)藥、航空航天等)有著廣泛應(yīng)用。
知行機器人創(chuàng)始人白國超表示:“隨著自動化、智能化的發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)正在由粗糙走向精細,末端執(zhí)行器市場的廣闊藍海已經(jīng)清晰可見,同時我們也在正大力推動知行機器人在資源共享、科技創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)等方面與高校開展長期的多層次合作”。
三、成長在阿里云:“云邊端”一體化架構(gòu)讓生產(chǎn)更加柔性和智能
從知行成立之初,就開始部署與阿里云的合作。
隨著新型數(shù)字技術(shù)在機器人領(lǐng)域的深入應(yīng)用,機器人終端采集的數(shù)據(jù)信息量越來越大、種類越來越多,機器人企業(yè)對數(shù)據(jù)傳輸、存儲的需求呈現(xiàn)幾何式增長。
對于云端技術(shù)方面,知行將標(biāo)準(zhǔn)品加上5G/4G的網(wǎng)絡(luò)模塊,來實現(xiàn)遠程的信息采集。其中,有網(wǎng)絡(luò)方面的布局,合作企業(yè)也是以做模塊模組的企業(yè)為主。目前知行的新能源電池的逆向物流監(jiān)控監(jiān)管的大數(shù)據(jù)展示平臺是由企業(yè)自行開發(fā),而阿里云作為企業(yè)的云平臺,主要服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的采集應(yīng)用。
在“云-邊-端”協(xié)同一體化的架構(gòu)中,知行通過部署,全方位采集機器人關(guān)節(jié)末端的力控與視覺傳感器反饋的運行數(shù)據(jù),并將不同品類工件的質(zhì)量、體積、空間形態(tài)等信息以及其對應(yīng)所需的力控、角度等抓取數(shù)據(jù)進行存儲,基于海量的樣本數(shù)據(jù)在云或邊端對機器人進行模型訓(xùn)練,增強機器人應(yīng)對多品類場景的自適應(yīng)能力,進而推動生產(chǎn)線的柔性化生產(chǎn)。
對機器人訓(xùn)練使其更智能化的這些數(shù)據(jù),放入云端去存儲和處理。目前知行把機械臂和夾爪的一些功能性能信息參數(shù)傳到云上。不僅如此,云端存儲和計算,對于實現(xiàn)更智能抓取功能的研發(fā)非常具有幫助。因為手是跟物體直接接觸的媒介,機械手上可以加很多傳感器,通過把手抓取物體的數(shù)據(jù)、抓取力的信息在云上做存儲和計算,從而推進未來機器人向更加智能化演進。借助阿里云可以獲得基于云的運營工具與開發(fā)工具等,從而享受基于云上服務(wù)的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源、云上軟件等,將公司內(nèi)部數(shù)據(jù)在云端流轉(zhuǎn),在加快推動業(yè)務(wù)的敏捷迭代的同時,通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計進行分析與預(yù)測,實現(xiàn)機器人終端業(yè)務(wù)需求的快速響應(yīng)與敏銳洞察。對于快速發(fā)展的機器人企業(yè)而言,通過上云可以實現(xiàn)云資源按需付費,減少硬件設(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施的成本投入,并且云端資源提供彈性擴容能力,更適合快速擴張型企業(yè)的即時擴容。
對于企業(yè)上云,傳統(tǒng)制造型企業(yè)對于上云后生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全性仍存疑慮;此外,機器人設(shè)備上云過程中涉及到對已有產(chǎn)線軟硬件設(shè)施改造的成本投入問題,也成為阻礙其上云發(fā)展的重要因素。但是,知行創(chuàng)始人白國超博士表示,機器人企業(yè)上云趨勢明顯,知行機器人將與阿里云達成深入合作,公司在不斷完善各產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)化工作的基礎(chǔ)上,將上云應(yīng)用在企業(yè)銷售、設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié),云平臺為機器人企業(yè)在IT成本優(yōu)化的條件下實現(xiàn)AI算法高效訓(xùn)練、應(yīng)用敏捷開發(fā)等諸多優(yōu)勢。在智能抓取功能研發(fā)時,云平臺提供了項目的全生命周期管理,加速推動項目進展。云計算為該項目提供計算集群、存儲陣列等基礎(chǔ)設(shè)施,為智能抓取算法的模型訓(xùn)練與數(shù)據(jù)分析提供了有效助力。
未來,各產(chǎn)業(yè)從業(yè)者需要整體經(jīng)營思路的轉(zhuǎn)變,只有充分認識到云上發(fā)展的價值,才能推動企業(yè)智能化改造的深入發(fā)展。