CMR產業聯盟主席張雷：技術發展為移動機器人創造新機遇
日期：2024-02-19
來源：新戰略 作者：張雷 瀏覽：
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核心提示：內卷之下，加強技術創新是移動機器人行業破局關鍵。
2023年，移動機器人行業在不變的高速發展下呈現出多變的發展趨勢。移動機器人行業的發展有何特點？行業發展還有哪些新機遇？未來又將呈現出怎樣的發展趨勢？
在2023年的“中國移動機器人（AGV/AMR）行業發展年會”上，CMR產業聯盟主席張雷分享了其對移動機器人技術發展的最新思考，從發展現狀、技術特點以及未來趨勢等多個角度進行了詳細解讀。隨著科技的飛速發展，移動機器人已經逐漸成為當今時代不可或缺的一部分，與我們的生活生產越來越緊密。
一方面，移動機器人緊密結合各行業發展，悄然改變著許多行業的生態。
在制造業中，移動機器人取代了傳統的人工流水線作業，節省了人力成本；在倉庫管理、貨物配送等環節，24小時不間斷工作的移動機器人大大提高了物流效率，并高效解決“最后一公里”配送問題，為客戶帶來了極大的便利；在精準種植、施肥、除草、采摘等方面，移動機器人展現出了高效、環保的優勢。它們能夠根據作物的生長情況，精確控制各項農業操作，提高了農作物的產量和質量……為行業量身訂制的移動機器人系統，正成為新型行業解決方案的關鍵部分。
另一方面，將移動機器人技術與應用場景巧妙結合一直是移動機器人行業快速發展的秘訣。切合行業需求的機器人設計成為亮點，這些機器人形態各異，設計巧妙，與應用深度、完美結合，深入解決行業痛點，在各行各業的生產制造中發揮著至關重要的作用，推動移動機器人市場規模的擴大。
未來，伴隨著產業轉型升級，仍存在大量有待改進的場景，移動機器人仍有很大發展空間和“用武之地”，移動機器人與我們的關系將更加緊密。
技術始終是第一生產力。近年來，在行業從業者的共同努力下，移動機器人技術在各層面相繼取得了極大的突破：
導航技術走向成熟，應用領域不斷擴大：當前，自然導航技術已成為應用的主流，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，通過多種導航方式的融合，移動機器人可以在越來越多的場景中有效地工作，在動態環境下的適應能力也越來越強。此外，3D導航越來越成熟，提高了應用的環境魯棒性，使機器人系統的部署變得簡單化。導航技術的發展，使得移動機器人應用領域不斷擴大。
末端定位能力增加，作業趨于精細化：機器視覺技術的進步，使得叉式移動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展；同時，將機器視覺技術應用于復合機器人，可以在定位與導航、目標識別與追蹤、姿態調整與控制、質量檢測與監控發揮出作用，全方位提升復合機器人工作精度。
向“全流程生產制造平臺”轉變：之前，移動機器人只在整個生產制造流程中擔任簡單的“運輸載體”一角，隨著技術的發展和應用的深入，這一角色正向“全流程生產制造平臺”轉變?，F階段，移動機器人系統不僅要運輸等待生產的工件，還常常作為柔性傳輸線完成許多復雜的裝配和檢驗過程，貫穿全部生產工藝流程?？梢钥吹降氖?，采用移動機器人進行柔性制造正成為一種潮流，移動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：移動機器人管理系統不僅要實現對移動機器人車隊的管理，還要融合相應的工藝管理過程，做到物流、數據流的一體化，實現全流程的生產管理。因此，許多移動機器人系統通過提供實時的數字孿生解決方案，融入到完整的數字化工廠解決方案中，提高了系統的智能化水平。
各層面技術的突破為移動機器人在更多復雜場景的應用奠定了基礎，尤其是面對近年來的行業內卷，我們更需要通過技術創新來破局。由于缺乏創新以及產品同質化，當前，部分企業陷入了“價格戰”的泥潭，在價格上卷了又卷，技術發展卻步履緩慢甚至停滯不前，行業發展受到了威脅。
持續的低層次價格戰最終會傷害行業發展、傷及企業自身，面對激烈的市場競爭，企業只有堅持創新，才能把握行業發展的新動向，擺脫惡性競爭，建立穩定持久的競爭力。
盡管移動機器人的發展取得了一定的成果，但目前主要應用于倉儲、產線中，仍然有巨大潛能還沒有被激發出來，移動機器人在智能制造時代還有很大的想象空間，預測未來移動機器人技術及應用將呈現以下發展趨勢：
移動機器人在各行各業中的發展過程，本質上是一個以智能化的移動機器人取代固定的、機械的生產和應用方式的過程。因此，要想突破應用的邊界，還需要進一步強化“機器人”屬性，不斷提高機器人的智能化水平。具體要求為：
增強識別環境、理解環境能力：智能機器人除了要具備原來的導航定位、移動運輸、移載作業、群體調度等能力，還應具備環境理解、語義識別、適應人類存在的動態環境、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的簡單貨物運輸(“人車隔離、人車分路”)提升到介入人類生活的多種場景，變為“與人共存、與人共事”；
重視移動底座的研發：從機器人的屬性來看，移動機器人作為智能機器人的移動底座，正在變得越來越重要；
開發兼具“手腳眼腦”的機器人：正在實現由復合機器人的“有手有腳”，向全功能智能機器人“手+腳+眼+腦”的方向發展。
2、以標準產品的方式由用戶直接部署，是未來發展的重要趨勢之一
標準化是行業發展壯大的重要前提。部分移動機器人產品以標準品的形式進行生產、銷售和部署，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景中，提高了使用效率和用戶體驗。此外，隨著技術的進步，一些原來僅能夠以工程化部署的移動機器人也具備了進行標準化生產和用戶現場部署的特點。
以標準產品的方式由用戶直接部署，代表了未來發展的趨勢，但要真正走向“用戶自行部署”，還需要解決一系列關鍵問題。首先，要能建立導航環境模型。智能機器人除了要具備原來的導航定位、移動運輸、移載作業、群體調度等能力，還應具備環境理解、語義識別、適應人類存在的動態環境、與人交互和理解的能力；其次，能夠定義運行路線安排，對現場留給移動機器人使用的區域進行劃分和定義，以便于移動機器人進行路徑規劃；再者是定義任務管理原則。根據應用現場的使用需求，確定機器人系統依據什么樣的原則來生產和執行訂單任務；最后，建立交通管理規則。通過一定的交通規則來協調現場的交通管理，避免機器人之間發生擁堵、碰撞和死鎖。
在AI技術的支持下，機器人的導航能力和末端定位能力將顯著提升，通過系統級的環境分析，快速建立機器人系統全生命內的環境模型，助力機器人在充分理解環境的前提下自主規劃。此外，處理好移動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只有基于人類認知才能解決的問題，從而提高機器人的單體智能水平和群體智能水平，幫助移動機器人實現更加人性化的交互，快速切入更多的應用領域，提供更優質的服務。
人形機器人與智能移動機器人在形式、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型的機器人的運動形式，這也在運動層面上決定了足式機器人更“刁鉆”的研發技術；在功能組成上，人形機器人是模仿人類手、足、眼、腦的功能，而移動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相似的身體結構和運動能力，同時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機器人存在著諸多區別，但是我們仍能在不同中找到共同。整體來看，兩者有著一些共同的研究領域。例如，目前人形機器人和移動機器人都能以SLAM方式建立環境模型并根據它進行導航和定位；兩者對于環境感知和環境理解的要求是類似或一致的；都需要強化與人類通過自然語言交互的能力、末端執行器精細的定位和操縱能力，以及適用于人類生活環境下的知識獲取和知識推理能力。找到這些共同研究領域，對于我們研發人形機器人和移動機器人都是有利的，可以互為借鑒，互為助力，節約研發資源和人力，也有利于供應鏈完成強化升級。
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化，強化了“人”的屬性。一方面，復合機器人比其他輪式移動機器人更具多功能性和靈活性，有著更廣泛的應用前景；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用、成本更低、也更容易落地應用。未來，隨著智能制造的迅猛發展，復合機器人智能化發展勢不可擋，具有更好視覺能力、具有云端AI大腦支持的智能型復合機器人將會加速走向應用。
