2023年，移動(dòng)機器人行業(yè)在不變的高速發(fā)展下呈現出多變的發(fā)展趨勢。移動(dòng)機器人行業(yè)的發(fā)展有何特點(diǎn)？行業(yè)發(fā)展還有哪些新機遇？未來(lái)又將呈現出怎樣的發(fā)展趨勢？
在2023年的“中國移動(dòng)機器人（AGV/AMR）行業(yè)發(fā)展年會(huì )”上，CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主席張雷分享了其對移動(dòng)機器人技術(shù)發(fā)展的最新思考，從發(fā)展現狀、技術(shù)特點(diǎn)以及未來(lái)趨勢等多個(gè)角度進(jìn)行了詳細解讀。
CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主席 新松機器人自動(dòng)化股份有限公司首席技術(shù)官 張雷
移動(dòng)機器人應用“廣度”與“深度”不斷拓展
隨著(zhù)科技的飛速發(fā)展，移動(dòng)機器人已經(jīng)逐漸成為當今時(shí)代不可或缺的一部分，與我們的生活生產(chǎn)越來(lái)越緊密。
一方面，移動(dòng)機器人緊密結合各行業(yè)發(fā)展，悄然改變著(zhù)許多行業(yè)的生態(tài)。
在制造業(yè)中，移動(dòng)機器人取代了傳統的人工流水線(xiàn)作業(yè)，節省了人力成本；在倉庫管理、貨物配送等環(huán)節，24小時(shí)不間斷工作的移動(dòng)機器人大大提高了物流效率，并高效解決“最后一公里”配送問(wèn)題，為客戶(hù)帶來(lái)了極大的便利；在精準種植、施肥、除草、采摘等方面，移動(dòng)機器人展現出了高效、環(huán)保的優(yōu)勢。它們能夠根據作物的生長(cháng)情況，精確控制各項農業(yè)操作，提高了農作物的產(chǎn)量和質(zhì)量……為行業(yè)量身訂制的移動(dòng)機器人系統，正成為新型行業(yè)解決方案的關(guān)鍵部分。
另一方面，將移動(dòng)機器人技術(shù)與應用場(chǎng)景巧妙結合一直是移動(dòng)機器人行業(yè)快速發(fā)展的秘訣。切合行業(yè)需求的機器人設計成為亮點(diǎn)，這些機器人形態(tài)各異，設計巧妙，與應用深度、完美結合，深入解決行業(yè)痛點(diǎn)，在各行各業(yè)的生產(chǎn)制造中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用，推動(dòng)移動(dòng)機器人市場(chǎng)規模的擴大。
未來(lái)，伴隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)轉型升級，仍存在大量有待改進(jìn)的場(chǎng)景，移動(dòng)機器人仍有很大發(fā)展空間和“用武之地”，移動(dòng)機器人與我們的關(guān)系將更加緊密。
內卷之下，加強技術(shù)創(chuàng )新是移動(dòng)機器人行業(yè)破局關(guān)鍵
技術(shù)始終是第一生產(chǎn)力。近年來(lái)，在行業(yè)從業(yè)者的共同努力下，移動(dòng)機器人技術(shù)在各層面相繼取得了極大的突破：
導航技術(shù)走向成熟，應用領(lǐng)域不斷擴大：當前，自然導航技術(shù)已成為應用的主流，慣性導航、地面紋理導航、房間頂視導航等為激光導航方式提供了有力的補充，通過(guò)多種導航方式的融合，移動(dòng)機器人可以在越來(lái)越多的場(chǎng)景中有效地工作，在動(dòng)態(tài)環(huán)境下的適應能力也越來(lái)越強。此外，3D導航越來(lái)越成熟，提高了應用的環(huán)境魯棒性，使機器人系統的部署變得簡(jiǎn)單化。導航技術(shù)的發(fā)展，使得移動(dòng)機器人應用領(lǐng)域不斷擴大。
末端定位能力增加，作業(yè)趨于精細化：機器視覺(jué)技術(shù)的進(jìn)步，使得叉式移動(dòng)機器人在棧板識別定位、高位取送貨、料籠堆疊等復雜應用取得進(jìn)展；同時(shí)，將機器視覺(jué)技術(shù)應用于復合機器人，可以在定位與導航、目標識別與追蹤、姿態(tài)調整與控制、質(zhì)量檢測與監控發(fā)揮出作用，全方位提升復合機器人工作精度。
向“全流程生產(chǎn)制造平臺”轉變：之前，移動(dòng)機器人只在整個(gè)生產(chǎn)制造流程中擔任簡(jiǎn)單的“運輸載體”一角，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展和應用的深入，這一角色正向“全流程生產(chǎn)制造平臺”轉變?，F階段，移動(dòng)機器人系統不僅要運輸等待生產(chǎn)的工件，還常常作為柔性傳輸線(xiàn)完成許多復雜的裝配和檢驗過(guò)程，貫穿全部生產(chǎn)工藝流程?？梢钥吹降氖?，采用移動(dòng)機器人進(jìn)行柔性制造正成為一種潮流，移動(dòng)機器人正逐漸替代傳統的固定式轉輸設備，成為現代化制造的重要組成部分。
系統管理水平持續提高：移動(dòng)機器人管理系統不僅要實(shí)現對移動(dòng)機器人車(chē)隊的管理，還要融合相應的工藝管理過(guò)程，做到物流、數據流的一體化，實(shí)現全流程的生產(chǎn)管理。因此，許多移動(dòng)機器人系統通過(guò)提供實(shí)時(shí)的數字孿生解決方案，融入到完整的數字化工廠(chǎng)解決方案中，提高了系統的智能化水平。
各層面技術(shù)的突破為移動(dòng)機器人在更多復雜場(chǎng)景的應用奠定了基礎，尤其是面對近年來(lái)的行業(yè)內卷，我們更需要通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新來(lái)破局。由于缺乏創(chuàng )新以及產(chǎn)品同質(zhì)化，當前，部分企業(yè)陷入了“價(jià)格戰”的泥潭，在價(jià)格上卷了又卷，技術(shù)發(fā)展卻步履緩慢甚至停滯不前，行業(yè)發(fā)展受到了威脅。
持續的低層次價(jià)格戰最終會(huì )傷害行業(yè)發(fā)展、傷及企業(yè)自身，面對激烈的市場(chǎng)競爭，企業(yè)只有堅持創(chuàng )新，才能把握行業(yè)發(fā)展的新動(dòng)向，擺脫惡性競爭，建立穩定持久的競爭力。
移動(dòng)機器人的“新方向”與“新機遇”
盡管移動(dòng)機器人的發(fā)展取得了一定的成果，但目前主要應用于倉儲、產(chǎn)線(xiàn)中，仍然有巨大潛能還沒(méi)有被激發(fā)出來(lái)，移動(dòng)機器人在智能制造時(shí)代還有很大的想象空間，預測未來(lái)移動(dòng)機器人技術(shù)及應用將呈現以下發(fā)展趨勢：
1、由“物料運輸者”向“智能機器人”方向發(fā)展
移動(dòng)機器人在各行各業(yè)中的發(fā)展過(guò)程，本質(zhì)上是一個(gè)以智能化的移動(dòng)機器人取代固定的、機械的生產(chǎn)和應用方式的過(guò)程。因此，要想突破應用的邊界，還需要進(jìn)一步強化“機器人”屬性，不斷提高機器人的智能化水平。具體要求為：
增強識別環(huán)境、理解環(huán)境能力：智能機器人除了要具備原來(lái)的導航定位、移動(dòng)運輸、移載作業(yè)、群體調度等能力，還應具備環(huán)境理解、語(yǔ)義識別、適應人類(lèi)存在的動(dòng)態(tài)環(huán)境、與人交互和理解的能力；
具有“與人共存、與人共事”的能力：其功能要求也由原來(lái)的簡(jiǎn)單貨物運輸(“人車(chē)隔離、人車(chē)分路”)提升到介入人類(lèi)生活的多種場(chǎng)景，變?yōu)?ldquo;與人共存、與人共事”；
重視移動(dòng)底座的研發(fā)：從機器人的屬性來(lái)看，移動(dòng)機器人作為智能機器人的移動(dòng)底座，正在變得越來(lái)越重要；
開(kāi)發(fā)兼具“手腳眼腦”的機器人：正在實(shí)現由復合機器人的“有手有腳”，向全功能智能機器人“手+腳+眼+腦”的方向發(fā)展。
2、以標準產(chǎn)品的方式由用戶(hù)直接部署，是未來(lái)發(fā)展的重要趨勢之一
標準化是行業(yè)發(fā)展壯大的重要前提。部分移動(dòng)機器人產(chǎn)品以標準品的形式進(jìn)行生產(chǎn)、銷(xiāo)售和部署，具有較好的互換性和兼容性，可以方便地集成到各種應用場(chǎng)景中，提高了使用效率和用戶(hù)體驗。此外，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，一些原來(lái)僅能夠以工程化部署的移動(dòng)機器人也具備了進(jìn)行標準化生產(chǎn)和用戶(hù)現場(chǎng)部署的特點(diǎn)。
以標準產(chǎn)品的方式由用戶(hù)直接部署，代表了未來(lái)發(fā)展的趨勢，但要真正走向“用戶(hù)自行部署”，還需要解決一系列關(guān)鍵問(wèn)題。首先，要能建立導航環(huán)境模型。智能機器人除了要具備原來(lái)的導航定位、移動(dòng)運輸、移載作業(yè)、群體調度等能力，還應具備環(huán)境理解、語(yǔ)義識別、適應人類(lèi)存在的動(dòng)態(tài)環(huán)境、與人交互和理解的能力；其次，能夠定義運行路線(xiàn)安排，對現場(chǎng)留給移動(dòng)機器人使用的區域進(jìn)行劃分和定義，以便于移動(dòng)機器人進(jìn)行路徑規劃；再者是定義任務(wù)管理原則。根據應用現場(chǎng)的使用需求，確定機器人系統依據什么樣的原則來(lái)生產(chǎn)和執行訂單任務(wù)；最后，建立交通管理規則。通過(guò)一定的交通規則來(lái)協(xié)調現場(chǎng)的交通管理，避免機器人之間發(fā)生擁堵、碰撞和死鎖。
3、AI將成為促進(jìn)移動(dòng)機器人技術(shù)發(fā)展的重要動(dòng)力
在A(yíng)I技術(shù)的支持下，機器人的導航能力和末端定位能力將顯著(zhù)提升，通過(guò)系統級的環(huán)境分析，快速建立機器人系統全生命內的環(huán)境模型，助力機器人在充分理解環(huán)境的前提下自主規劃。此外，處理好移動(dòng)機器人的群控和管理，AI也將是重要的支撐手段?？傊?，AI將使機器人的視覺(jué)更敏銳、判斷更準確、理解更深入、知識更豐富，可以讓機器人解決原來(lái)只有基于人類(lèi)認知才能解決的問(wèn)題，從而提高機器人的單體智能水平和群體智能水平，幫助移動(dòng)機器人實(shí)現更加人性化的交互，快速切入更多的應用領(lǐng)域，提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
4、智能移動(dòng)機器人將成為人形機器人領(lǐng)域的先行者
人形機器人與智能移動(dòng)機器人在形式、功能組成以及研制難度上與有所區別，在形式上，足式與輪式分別是兩種類(lèi)型的機器人的運動(dòng)形式，這也在運動(dòng)層面上決定了足式機器人更“刁鉆”的研發(fā)技術(shù)；在功能組成上，人形機器人是模仿人類(lèi)手、足、眼、腦的功能，而移動(dòng)機器人則是選擇性配置，例如復合機器人就是配置了“手”和“腳”的功能；在前兩者區別的基礎上，人形機器人的研制難度更大。因為完整的人形機器人需要具備與人類(lèi)相似的身體結構和運動(dòng)能力，同時(shí)還要擁有高度智能化的控制系統和感知能力。
雖然人形機器人和智能移動(dòng)機器人存在著(zhù)諸多區別，但是我們仍能在不同中找到共同。整體來(lái)看，兩者有著(zhù)一些共同的研究領(lǐng)域。例如，目前人形機器人和移動(dòng)機器人都能以SLAM方式建立環(huán)境模型并根據它進(jìn)行導航和定位；兩者對于環(huán)境感知和環(huán)境理解的要求是類(lèi)似或一致的；都需要強化與人類(lèi)通過(guò)自然語(yǔ)言交互的能力、末端執行器精細的定位和操縱能力，以及適用于人類(lèi)生活環(huán)境下的知識獲取和知識推理能力。找到這些共同研究領(lǐng)域，對于我們研發(fā)人形機器人和移動(dòng)機器人都是有利的，可以互為借鑒，互為助力，節約研發(fā)資源和人力，也有利于供應鏈完成強化升級。
5、更智能的復合機器人將加速應用
作為對現有機器人的補充，復合機器人“手腳并用”的結構，更多體現了機器人功能的進(jìn)化，強化了“人”的屬性。一方面，復合機器人比其他輪式移動(dòng)機器人更具多功能性和靈活性，有著(zhù)更廣泛的應用前景；另一方面，輪式智能復合機器人相比于人形機器人，輪式智能復合機器人更加實(shí)用、成本更低、也更容易落地應用。未來(lái)，隨著(zhù)智能制造的迅猛發(fā)展，復合機器人智能化發(fā)展勢不可擋，具有更好視覺(jué)能力、具有云端AI大腦支持的智能型復合機器人將會(huì )加速走向應用。
末端定位能力增加，作業(yè)趨于精細化：機器視覺(jué)技術(shù)的進(jìn)步，使得叉式移動(dòng)機器人在棧板識別定位、高位取送貨、料籠堆疊等復雜應用取得進(jìn)展；同時(shí)，將機器視覺(jué)技術(shù)應用于復合機器人，可以在定位與導航、目標識別與追蹤、姿態(tài)調整與控制、質(zhì)量檢測與監控發(fā)揮出作用，全方位提升復合機器人工作精度。
向“全流程生產(chǎn)制造平臺”轉變：之前，移動(dòng)機器人只在整個(gè)生產(chǎn)制造流程中擔任簡(jiǎn)單的“運輸載體”一角，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展和應用的深入，這一角色正向“全流程生產(chǎn)制造平臺”轉變?，F階段，移動(dòng)機器人系統不僅要運輸等待生產(chǎn)的工件，還常常作為柔性傳輸線(xiàn)完成許多復雜的裝配和檢驗過(guò)程，貫穿全部生產(chǎn)工藝流程?？梢钥吹降氖?，采用移動(dòng)機器人進(jìn)行柔性制造正成為一種潮流，移動(dòng)機器人正逐漸替代傳統的固定式轉輸設備，成為現代化制造的重要組成部分。
移動(dòng)機器人的“新方向”與“新機遇”
