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工業機器人發展的五個階段

“工業機器人”，這個誕生于上世紀五十年代的概念發展至今已有 70 多年的歷史了，從簡單的抓取物體到能夠獨立成一條生產線，工業機器人行業也隨著科技的發展不斷升級。尤其是在人工智能技術不斷普及的今天，作為制造大國的中國正在這一領域探索發掘新的可能性。 “工業機器人”的提出者名為：約翰戴沃爾，在 1954 年他申請了“工業機器人”這一概念的專利。 1956 年，約翰戴沃爾和約瑟夫恩蓋爾柏格基于戴沃爾的專利，合作建立了 Unimation 公司；到了 1959 年 Unimation 公司的第一臺工業機器人在美國誕生，開創了機器人發展的新紀元。彼時，二戰的陰霾剛過去不久，全世界都處在“百廢待興”的狀態。由于已經感受過工業革命的機械化、自動化帶來的沖擊，“工業機器人”這一新鮮事物一經問世就受到了那些“科技嗅覺靈敏”的國家們關注。當時亞洲科技領軍的日本以及歐洲工業革命發源地英國，都在第一時間察覺了工業機器人未來可能擁有的龐大市場，第一時間向美國的科技公司購買了專利和技術授權，并在本國大力發展機器人技術，發那科、川崎重工、ABB 等等多家到現在都知名的工業機器人企業，都是在那個年代崛起的。時間來到 2020 年，雖然從時間上看，我們到了那個所謂的“未來”，但是工業機器人的發展似乎并沒有達到人們預測的那樣成熟。為了更進一步了解工業機器人的發展現狀與未來趨勢，InfoQ 采訪到了星瀚資本創始人楊歌，作為工業機器人行業十余年的關注者，他對于這個領域有不少獨到的見解。工業機器人發展到了哪里？在回答這個問題之前，楊歌認為有必要先對“工業機器人”做一個定位，他覺得，工業機器人屬于多學科、綜合技術類型的專業，有較強的先進性，同時還具有很高的復雜性。除此之外，工業機器人還是一個需要很多行業來進行組合的復雜生態行業。高端裝備制造、新材料、自動控制、人工智能等等都是工業機器人的重要組成部分，而這其中任意一環也同樣擁有著復雜的生態，比如軟硬件的組合、信號傳輸等等。雖然機器人一直以來被認為是“集科技之大成”的產物，但是羅馬并非一天建成，工業機器人也不是一開始就這么復雜。楊歌告訴記者，行業普遍認為的工業機器人發展可以分為五個階段。階段 1：RPA 工業機器人第一個階段叫做RPA，Robotic Process Automation，直白一些的翻譯就是：自動化流水生產線。楊歌說，這種機器嚴格來說還算不上機器人，因為它們大部分都只有一個機器臂，比如很多制造工廠里的有機械自由度的智能化機械手臂。這種傳統智能化機械手臂，說是智能化，其實它沒有智能，其本質就是數字控制，用來從事流水線化的工業生產。階段 2：AGV 第二代工業機器人叫做AGV，Automated Guided Vehicle。與上一代不同的是，AGV 已經有了一些簡單的人工智能技術，比如能夠自動導航的小型貨運機器人。楊歌表示，這類機器人雖然具備一定的識別能力，比如通過紅外線、雷達或者攝像頭進行的圖像識別，并且這些機器人有一定的自處理能力。最典型的應用就是在亞馬遜的物流倉儲體系里，用于運貨的機器人（見下圖）；民用場景里 AGV 也有一定的應用，比如現在一些酒店里的服務型機器人，或者家用的掃地機器人等等，都屬于 AGV 的范疇。楊歌說：“因為 AGV 的機械工程復雜度相對比較低，在 C 場景里更偏向消費品，在 B 場景里更偏向一個簡單的工具，它只是一個機器人智能化的雛形?！? 階段 3：AI 驅動的 RPA 第三代工業機器人是由人工智能驅動的 RPA。以前的流水化生產線里邊的機器人是不具備自適應性能力和人工智能算法的，但是隨著人工智能在近十年的時間里飛速發展，這一代機器人，具備了人工智能算法，由 AI 驅動了 RPA 的升級。提到這一代機器人的發展，楊歌分享了他在不久之前的一次經歷。在參觀工業富聯生產流水線之時，楊歌發現，已經有很多的生產工作在與 AI+RPA 結合，比如圖像識別、運動機能控制、設備的自適應協調等等，這些人工智能在未來會得到越來越多的使用，使得生產流水線越來越復雜，也越來越智能化。他補充道：“這樣的流水線被稱作‘燈塔實驗室’，意思是整個流水線里，沒有人只有燈，只有這些 AI 驅動的這些工業機器人在勞作?！? 楊歌表示，在他的定義里面，這樣的流水線可以看作是“工業 4.0”的雛形。他解釋道，工業 4.0 就是工業信息化、數字化和智能化，而對于機器人來說，一個很重要的點就是：它們需要數據，要有數據的積累、要有數據的響應、反應控制、要有邊緣計算；有的機器人相對比較簡單，可以用一條流水線上的小型機，或者簡單的電腦來處理它的計算，但更多的機器人，需要更加復雜的計算，如果處理量再增加，則還需要云計算。階段 4：AMR 第四代工業機器人被稱為 AMR，Automatic Mobeltic Robotic。當第三代的智能化流水生產線的機械手臂，越來越具備智能化算法的能力的時候，機器人的運動機能和視覺識別也就會越來越強，第四代機器人 AMR 可以被稱作“獨立行走的工業化機器人”。楊歌說：“事實上，AMR 是在前三個機器人的基礎之上誕生的，只有在前三代分別成熟的時候，AMR 才會比較成熟。” 楊歌認為，目前最為人熟知的 AMR 就是波士頓動力機器狗。2020 年 6 月，波士頓動力宣布，機械狗開放向普通消費者進行銷售，引發了全球對機器人的又一波熱烈討論。波士頓動力已經做了十年的機器人，從四足機器人到目前已經可以進行復雜運動的兩組機器人，波士頓動力一直在升級其技術。雖然現在目前來看，這類機器人有很多地方還不是特別成熟，但是再向前發展，這些機器人很可能就會變成電影里出現的那種全能型高級機器人。階段 5：完全體機器人第五階段就是高級的完全體機器人，全能且使用。不過，按照技術發展的情況來看，我們目前仍處在第三階段的初期，離 AMR 的完全實現仍然需要一段時間，更不要說這種高級的機器人。楊歌也表示今天的機器人要達到完全體的水平至少要有 10-20 年的時間。責任編輯：YYX

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