不知從何時起,我們已經對生活中的機器人見怪不怪了。

在商場角落站著的問路機器人、在飯店自己轉悠的上菜機器人、在家裡兢兢業業轉圈的掃地機器人,曾代表尖端科技的機器人在近幾年正悄無聲息地融入到了我們生活的方方面面。

將時針往回撥 20 年,我們對於機器人還持著恐懼與懷疑的幻想,害怕未來會被擁有自我意識與強悍身軀的機器人所威脅、傷害,但是現在,機器人不再代表冷酷與殘暴,而是高效的生產力和生活助手,甚至乎機器人還可以當「網紅」。

機器人從「網紅」回歸現實

來自波士頓動力公司(Boston Dynamics)的「大黃狗」Spot 應該是目前知名度最高的機器人,四隻仿真機器腳配合「可可愛愛,沒有腦袋」的呆萌機身讓它成為了機器人中的網紅。

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圖為波士頓動力的四足機器人「Spot」。
圖片來源: Twitter/@BostonDynamics

Spot 能夠外接機械手完成一些搬運等工作,經過精心地編排後,它甚至還可以靠四隻靈活的仿真足熱舞起來,這讓 Spot 經常活躍在一些熱門的科技影片之中。

在 2020 年年末,波士頓動力發布了一段三個機器人跳舞的影片,分別是能走、能跑、能跳的初代機器人網紅 Atlas,來去如風的搬運機器人 Handle 和「鐵憨憨」Spot。

在影片裡面三個機器人動作的自然不生硬,舞蹈的擬真程度很高,而這也是波士頓動力機器人的技術特點。

波士頓動力憑藉炫酷的動作演示擄獲了業界與公眾的注意力和好奇心,但缺少豐富的應用場景讓 Atlas 和 Spot 看起來實用性有點不足。

這也許是讓波士頓動力接連易主的一個主要原因,2013 年波士頓動力先是被 Google 看好並收購,4 年後又被轉手至軟銀,在 2020 年末,現代集團再宣布以 11 億美元從軟銀收購波士頓動力,其命運幾多坎坷。

在今年的三月,他們發布了一台名為 Stretch 的起重機器人,它不會後空翻,不過它能實際地幫助人們解決物流搬運的問題,可以說是波士頓動力歷史上最實用的機器人。

從 Atlas 到 Stretch,波士頓動力的發展也讓人感慨,一代網紅終歸現實,機器人總歸是為了解決問題而誕生。

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圖片來源: Boston Dynamics

(延伸閱讀:Boston Dynamics 回頭做倉儲機器人,這個「無聊」的產品將是它翻身的關鍵

機器人的誕生應該是為了解決問題

在《機械公敵》(I, Robot)、《黑鏡》(Black Mirror)以及《西方極樂園》(Westworld)等科幻影視劇中,「機器人取代人類」是科幻片中常出現的一種主題,並且這些影視作品往往在討論時帶有一些悲觀消極的人文反思。

不過回到現實,用「冰冷」的機器人代替人類工作在很多時候並不是壞事,事實上我們的生活中存在著很多工作環境惡劣的高危職業,用機器人代替人類從事高危作業,才是人道主義的體現。

有過裝潢或者 DIY 經驗的朋友都知道,由於漆料含有很多揮發性的毒性有機物質,如果沒有做好安全措施的話,噴漆是一個對人體有很大傷害的過程。

而每架飛機在起飛前,都需要經過整機噴漆,對於噴漆工人來說,這個過程其實存在著很大的操作風險。

飛機的漆料主要化學成份為芳香烴類和酯類化合物,且還可能含有重金屬鉻等化合物,這意味著在噴漆過程中會產生大量易燃易爆的有毒有害氣體和粉塵。

由於飛機噴漆的工期長、程序繁瑣,工人們長時間在這種環境下工作,會不可避免地將之吸入體內,對身體造成難以逆轉的傷害。

為了盡可能降低噴漆工作的職業危害,用機器人代替人手噴漆會是個更合理的選擇,然而一台飛機需要噴漆的零件往往有數百種,如果用傳統的自動化噴塗,那麼每噴塗一種零件都需要對參數進行調整,工作效率大打折扣。

針對這個問題,聯想研究院提出了用工業機器人代替工人實現遠程作業的解決方案,並用了一年時間讓方案落地,聯想將它命名為聯想晨星機器人。

圖片來源: Lenovo StoryHub

第一眼看上去,晨星機器人像是一台呆萌的小車,但其實晨星機器人擁有著自己的「手」、「腳」和「大腦」,並且能夠靈活地運用它們來實現為飛機噴漆的高精度操作。

那麼晨星機器人要怎麼實現噴漆呢?在晨星機器人出發之前,技術員會需要帶上晨星 AR 眼鏡和操作手柄,然後晨星機器人就會前往指定的作業地點。

聯想在晨星機器人上搭載了 SLAM 和導航定位技術,簡單來說它會在大腦裡自動構建地圖,並自主前往作業地點,在路途中遇到人或者機器時也會停車讓行,實現安全並且全自動「上工」。

來到噴漆室,晨星機器人會將「眼睛」拍攝到的 3D 畫面通過 5G 網路發送到遠端技術員的晨星 AR 眼鏡上,並且得益於 5G 傳輸的低延時性,技術員可以看到噴漆室的實時畫面,實現真正的「遠程辦公」。

這時使用搖桿下達控制指令,晨星機器人的機械臂就會跟隨技術員的操作對零件進行噴漆,將兩組畫面放在一起對比會發現,5G 網路的低延遲傳輸讓二者能有高度一致的同步性,完全一致的同步動作看起來就像是電影《環太平洋》中的協同操作。

這還沒完,晨星機器人在「學習」完噴漆操作之後,會通過電腦視覺技術檢查噴塗情況,在同一工件上實現機器的自主噴塗,通過機器學習、雲融合和邊端計算實現真正的遠程環境下自動化精準作業。

在工人示教之後,機器人即可實現自主噴塗。
圖片來源: 聯想研究院

聽起來並不復雜,但事實上晨星機器人涉及到了很多技術難題。根據聯想的介紹,想要實現精準的遠程控制,離不開領先的計算機視覺和 AI 技術、機器人與雲端能力之間的高速數據交互計算,這其中邊端(機器人)與雲端的計算融合起到了關鍵性的作用。

簡單化、智慧化和人機協作是工業機器人的趨勢發展方向,晨星機器人在易用性和智慧化方面也做出了不少技術突破。

聯想著重關註三維場景重建以及端到端的低時延,以提供較好的遠程人機協作體驗,並輔以計算機系統,實現表計讀取,缺陷檢測,視覺引導等具體智慧化需求。

「只有加倍努力才能顯得毫不費力」,晨星機器人就像是班級裡從不顯山漏水的「學霸」,看似簡單的一次揮手噴漆,背後都有著夜以繼日的技術研發作為支撐。

將同樣是複合移動型機器人的晨星機器人與波士頓動力的 Spot 機器狗放在一起對比,你會發現晨星機器人少了一些奪目的仿生機械關節和大膽設計,卻多了更多的實用性——更靈活的機械臂、更高效的機器學習能力和更符合遠程需求的雲端協同能力。

晨星機器人與 Spot 在功能上的差異來源於設計理念的不同,後者關注的更多是機器人平衡等核心技術的研發,而前者則專注將機器人的集成應用與成套設計相結合,在不同理念的驅動下,誕生的機器人產品之應用性也有所不同。

可以說,專注工業智慧化轉型的晨星機器人是為了解決問題而誕生的。

(延伸閱讀:人類還是贏了!沃爾瑪終止以機器人追蹤庫存,對機器人產業意味著什麼?

正在到來的「機器人時代」

隨著更多像晨星機器人這樣能解決實際問題的機器人湧現,我們將迎來一個全新的「機器人時代」,事實上,在大多數人感到陌生的工業生產中,機器人已經是不可或缺的生產力。

從聯想發布的晨星機器人宣傳片上可以看到,晨星機器人已經可以實現在同一實驗室內協同作業,影片顯示,7 個晨星機器人可以在同一實驗室內各自完成包括異物處理、智慧分揀、智慧巡檢、精細噴塗等不同工作,擁有出色的多任務自主協同作業能力。

圖片來源:

而晨星機器人的移動性在為生產帶來更多的便利性的同時,它的技術難度也更大。

根據聯想上海研究院院長毛世傑的介紹,隨著機器人應用場景愈來愈廣泛,對移動性也就提出了越來越多的要求,與機械手等工業機器人相比,移動機器人的使用環境相對複雜,技術難度也相應會比較高。

為了充分發揮移動性和協同作業的優勢,目前晨星機器人會著眼於高端製造和電力巡檢兩個領域,為特定行業的智慧化問題提供整體解決方案。

(延伸閱讀:機器人動起來!不只外送救災,還能飛簷走壁?

毛院長表示,與中國商飛集團的合作是一次非常成功的合作,晨星機器人從立項、設計、產品化等整個環節,都是和客戶密切合作,確保晨星機器人研發投入的方向是客戶迫切需要的方向針對客戶特別確定的場景和痛點,解決客戶的實際問題。

當提到聯想晨星機器人與普通工業機器人的差異時,毛院長進一步解釋道,聯想並不僅僅著眼於機器人本體,而是機器人整體解決方案,聯想在「端-邊-雲-網-智」的架構下,設計了一個完整的體系,並且著重與客戶現有生產系統相整合。

在這樣的架構體系下,晨星機器人可以實現不斷迭代進化,衍生出更多的應用可能,例如能在狹小空間進行精細裝配、深入高溫或放射性輻射等危險地區作業等等。

晨星機器人是聯想融合了資訊技術、通訊技術、生產技術後面向工業 4.0 做出的智慧轉型新實踐,而隨著工業互聯網時代的到來,向智慧製造轉型也將成為大型工廠的新趨勢,注重智慧化、人機交互的複合型機器人將會在製造業中扮演更加重要的角色。

毛院長在介紹聯想工廠時提到,聯想在生產、檢測、物流等各個環節都使用了大量的機器人,在未來也會持續推進自動化和智慧化水準,把聯想工廠打造成為燈塔工廠,最終引領和賦能業界智慧化發展。

也就是說,在工業 4.0 的時代大背景下,我們生活中的手機、電腦等許多產品在生產時與機器人早已有了千絲萬縷的關係,在暢想「機器人時代」何時降臨之前,其實我們早已經離不開機器人了。

本文轉載自《愛范兒

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