導語:“工業自動化在過去50年裏,一直是緩慢的迭代升級,幅度有限,因爲大家都在朝着一個方向努力:更快更精準,這勢必會遇到天花板,而我們創造了一種變革性的技術,去突破機器人能力的天花板,開闢更大的增量市場。”Flexiv非夕CEO王世全告訴新芽Newseed。

在市場氣氛低迷的2019年,面向製造業、物流等生產環節的智能工業機器人賽道卻逆勢而上,衆多蟄伏已久的機器人公司開始嶄露頭角,實現商業化落地。柔順控制和以深度學習爲代表的AI等技術,爲少有革命性變革的工業機器人領域帶來了全新可能。

與同行們不同,從斯坦福工業機器人實驗室走出來的AI機器人公司「Flexiv非夕」另闢蹊徑,結合高精度力控、計算機視覺及AI技術打造的第三代自適應機器人,在力控結構的機械臂中加入了各類傳感器和深度學習,讓機器人能夠適應複雜環境,完成更復雜的任務並在工作的過程中不斷優化工作流程,提升工作效率,爲製造業和服務業提供智能且柔性的自動化解決方案。

Flexiv非夕CEO王世全

具體來講,非夕的設計的底層邏輯與傳統機械手臂不同,非夕模仿“人”的操作邏輯,並不關注操作對象的具體位置,而是通過手的感知結合視覺的粗略判斷,應對生產、服務環境中一些無法事先模擬預知的因素,比如:來料本身存在的一些微小的誤差、生產線中一些無法預知的因素、人爲的干擾等等,用手眼配合的方式去自動適應。

以擦洗杯子爲例,如果根據傳統的位置信息的邏輯去做,首先要精確的掃描杯子的外形,然後讓機器人按照預定的軌跡去操作,在三維的杯子形狀表面來回移動,且不能有偏差。若按照非夕的邏輯,則不必在意杯子的形狀,只需要手裏拿着布按照一定的力度和方向在杯子表面移動即可。這就提升了機器人應對複雜環境、複雜任務的能力。

2019年4 月的德國漢諾威工業展上,非夕發佈了自適應機器人技術,並展示了旗下首個自適應機械臂Rizon(拂曉):這款產品結合了力覺控制及AI 技術,可完成製造業、醫療、零售等多個領域的工作。據悉,在9月17-21日舉辦的上海工博會上,Rizon首次在中國亮相。

非夕機械臂亮相上海工博會現場

創新型的技術也獲得了資本的認可,據悉,非夕已完成A+輪融資,累計融資額1.5 億人民幣,投資方包括金沙江創投、高榕資本、深圳清華研究院、真格基金、M Fund、順爲資本等。

從斯坦福孕育出的硬科技,要革新機器人行業

王世全畢業於斯坦福大學仿生與靈巧操作實驗室及人工智能實驗室,此前曾主導和參與完成過攀巖及水下人形機器人等項目。過程中,他與幾位斯坦福校友逐漸產生了一個想法:

是否能將仿生控制技術與自動化機器人相結合,讓機器人能夠通過力覺控制技術實現識別物體軟硬度、物體位置等信息並進行靈活操作的能力,從而在更多場景輔助或代替人類工作?

2016年,非夕成立。三年時間裏,王世全帶領團隊埋頭技術研發,圍繞自適應性進行了軟硬件一體化的顛覆式設計,彌補了傳統工業機器人和協作式機器人的不足,將機器人的通用性和智能化程度提升到一個新的層面。

“非夕”機械臂區別於其他工業機械臂的地方,用一個詞概括,就是“自適應”。自適應性有3個主要特點:誤差容忍度高、抗干擾性強、可遷移工作能力強,可以很好的解決自動化改造行業的三個痛點:

1、現有的機器人大多還是服務於某些特定場景,或從事某些結構化的工作,而像加工一些柔軟的零件或產品時,機器人便很難精確處理;

2、商品和服務都已開始往多品種、柔性化的方向發展,但現有的機器人系統大多隻能服務於同一個場景或同一種產品;

3、現有工業或服務類機器人受限於生產水平和產品設計,還難以在複雜且開放的環境下工作,這使得機器人能夠從事的工作範圍很有限。

具體可應用到汽車行業、白家電、3C電子、傢俱樂器、航空高鐵等等拋光的部分;3C電子產品、汽車、醫療設備等生產線的組裝裝配上。

對“變化”自適應,用“擬人”的模式進行工業操作

機器人只是一個物理載體,背後依賴大量技術研發和實踐,傳統技術如IT、互聯網、電信等,新興技術如大數據、新材料、人工智能等。

爲了讓機械臂擁有這樣智能、可靠、抗干擾性強的工作能力,在資本支持下,這個有近百個AI及機器人工程師的團隊用三年時間完成了三個方面的技術儲備:機器人本體、AI視覺及層級式機器人智能。

在機器人本體方面,Flexiv完成了新型關節設計、各關節和末端的新型高性能扭矩和力覺傳感器、高性能關節扭矩控制硬件以及基於力覺控制的全新整機實時控制規劃算法。

“這是從硬件底層到系統頂層的全面革新,機器人能夠實現高性能的複雜力控,提供和人類相似的精巧操作以及手感。”王世全告訴新芽Newseed。

另一方面,機器人本體的技術突破結合AI視覺及深度學習技術,讓Flexiv機器人擁有實現各類複雜環境物體的識別定位、決策學習和模仿學習能力。而層級式的機器人智能控制系統,使Flexiv能夠深度融合力覺及視覺能力,讓機器人能夠完成大量過去機器人難以完成的任務。

舉個例子,拋光傢俱的時候,每一塊傢俱的原料或多或少都有一定的誤差,非夕機械臂依靠力度的手感,按照粗略的視覺形狀,就可以模擬人的方式操作。不再需要對傢俱做精密的掃描和定位。

由於拋光行業屬於高危行業,粉塵對肺部危害很嚴重,另一方面,拋光技術含量高,要求施力均勻,培訓成本高,週期長,這樣一來,問題都可以解決。

另外一方面,在3C電子產品的生產線,更新迭代很快,幾乎一年一換,在組裝裝配模塊依然需要人工把微小的零件,通過很精密的方式扣合組裝到一起。按照傳統的機械臂的工作方式,通過位置來判斷組裝,容易壓壞,良品率較低。

非夕的機械臂可以依靠手感,精準控制力度完成組裝。另外,在更換產線的時候,一般的專機需要花費很長時間重新調整,而非夕機器人可以適應調整不同的產線,不需要額外的調機時間,通過手眼配合,實現主線的柔性、解決來料的偏差問題、品種的變化,整個生產線就更柔性的方式去把它給實現自動化。

聚焦“棘手”問題,開闢千億紅海的增量市場

數據統計,2018年全球機器人產業市場規模超過298.2億美元,同比增長28.5%。其中工業機器人市場規模爲168.2億美元,根據Mordor Intelligence預測,2019年至2024年間,全球機器人市場將以25%的年增長率不斷擴大,很可能形成千億市場。

不可否認,機器人的市場前景是輝煌的,但這並不能代表機器人的真實水平,目前大多數機器人還只能做一些簡單的工作,距離真正拿下百億美元市場,還有一段距離。

商業化上,非夕避開競爭激烈的紅海,選擇開闢傳統機械臂無法解決的“棘手”問題,目前聚焦於三大應用領域,插拔裝配、曲面作業和抓取分揀,而這其中非夕首先聚焦的幾個解決方案包括:

首先,工廠中帶線纜的接插頭的插拔工作,由於線纜的形狀都不一樣、纏繞情況不一樣,目前這種廣泛存在的工作,依然還由人類完成;

第二,精密零部件的裝配,精密程度大於視覺輔助的方式能夠定位的程度,目前這部分工作也基本依靠人力,或者價格很貴的專機線。

第三,軟性材料的表面處理,比如鋁合金、木製品、複合材料、塑料、橡膠等,表面需要打磨、去毛刺、拋光,打粗等等的工作。

以上三個方向都是遷移性較高、部署速度快、自動化行業很棘手的、附加價值高的問題。

這也是非夕未來希望繼續深挖的三個方向,同時,王世全希望能逐步開發出機器人更多的技能,覆蓋更多的行業痛點,尤其是高端製造業。此外,服務業中機器人的應用也將是非夕探索的一大方向,王世全告訴新芽Newseed。

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