工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的五個(gè)階段

“工業(yè)機(jī)器人”，這個(gè)誕生于上世紀(jì)五十年代的概念發(fā)展至今已有 70 多年的歷史了，從簡(jiǎn)單的抓取物體到能夠獨(dú)立成一條生產(chǎn)線，工業(yè)機(jī)器人行業(yè)也隨著科技的發(fā)展不斷升級(jí)。尤其是在人工智能技術(shù)不斷普及的今天，作為制造大國(guó)的中國(guó)正在這一領(lǐng)域探索發(fā)掘新的可能性。

“工業(yè)機(jī)器人”的提出者名為：約翰戴沃爾，在 1954 年他申請(qǐng)了“工業(yè)機(jī)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(tái)工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)誕生，開創(chuàng)了機(jī)器人發(fā)展的新紀(jì)元。

彼時(shí)，二戰(zhàn)的陰霾剛過(guò)去不久，全世界都處在“百?gòu)U待興”的狀態(tài)。由于已經(jīng)感受過(guò)工業(yè)革命的機(jī)械化、自動(dòng)化帶來(lái)的沖擊，“工業(yè)機(jī)器人”這一新鮮事物一經(jīng)問(wèn)世就受到了那些“科技嗅覺(jué)靈敏”的國(guó)家們關(guān)注。

當(dāng)時(shí)亞洲科技領(lǐng)軍的日本以及歐洲工業(yè)革命發(fā)源地英國(guó)，都在第一時(shí)間察覺(jué)了工業(yè)機(jī)器人未來(lái)可能擁有的龐大市場(chǎng)，第一時(shí)間向美國(guó)的科技公司購(gòu)買了專利和技術(shù)授權(quán)，并在本國(guó)大力發(fā)展機(jī)器人技術(shù)，發(fā)那科、川崎重工、ABB 等等多家到現(xiàn)在都知名的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)，都是在那個(gè)年代崛起的。

時(shí)間來(lái)到 2020 年，雖然從時(shí)間上看，我們到了那個(gè)所謂的“未來(lái)”，但是工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展似乎并沒(méi)有達(dá)到人們預(yù)測(cè)的那樣成熟。為了更進(jìn)一步了解工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)趨勢(shì)，InfoQ 采訪到了星瀚資本創(chuàng)始人楊歌，作為工業(yè)機(jī)器人行業(yè)十余年的關(guān)注者，他對(duì)于這個(gè)領(lǐng)域有不少獨(dú)到的見(jiàn)解。

工業(yè)機(jī)器人發(fā)展到了哪里？

在回答這個(gè)問(wèn)題之前，楊歌認(rèn)為有必要先對(duì)“工業(yè)機(jī)器人”做一個(gè)定位，他覺(jué)得，工業(yè)機(jī)器人屬于多學(xué)科、綜合技術(shù)類型的專業(yè)，有較強(qiáng)的先進(jìn)性，同時(shí)還具有很高的復(fù)雜性。

除此之外，工業(yè)機(jī)器人還是一個(gè)需要很多行業(yè)來(lái)進(jìn)行組合的復(fù)雜生態(tài)行業(yè)。高端裝備制造、新材料、自動(dòng)控制、人工智能等等都是工業(yè)機(jī)器人的重要組成部分，而這其中任意一環(huán)也同樣擁有著復(fù)雜的生態(tài)，比如軟硬件的組合、信號(hào)傳輸?shù)鹊取?/p>

雖然機(jī)器人一直以來(lái)被認(rèn)為是“集科技之大成”的產(chǎn)物，但是羅馬并非一天建成，工業(yè)機(jī)器人也不是一開始就這么復(fù)雜。楊歌告訴記者，行業(yè)普遍認(rèn)為的工業(yè)機(jī)器人發(fā)展可以分為五個(gè)階段。

階段 1：RPA

工業(yè)機(jī)器人第一個(gè)階段叫做RPA，Robotic Process Automation，直白一些的翻譯就是：自動(dòng)化流水生產(chǎn)線。楊歌說(shuō)，這種機(jī)器嚴(yán)格來(lái)說(shuō)還算不上機(jī)器人，因?yàn)樗鼈兇蟛糠侄贾挥幸粋€(gè)機(jī)器臂，比如很多制造工廠里的有機(jī)械自由度的智能化機(jī)械手臂。這種傳統(tǒng)智能化機(jī)械手臂，說(shuō)是智能化，其實(shí)它沒(méi)有智能，其本質(zhì)就是數(shù)字控制，用來(lái)從事流水線化的工業(yè)生產(chǎn)。

階段 2：AGV

第二代工業(yè)機(jī)器人叫做AGV，Automated Guided Vehicle。與上一代不同的是，AGV 已經(jīng)有了一些簡(jiǎn)單的人工智能技術(shù)，比如能夠自動(dòng)導(dǎo)航的小型貨運(yùn)機(jī)器人。楊歌表示，這類機(jī)器人雖然具備一定的識(shí)別能力，比如通過(guò)紅外線、雷達(dá)或者攝像頭進(jìn)行的圖像識(shí)別，并且這些機(jī)器人有一定的自處理能力。最典型的應(yīng)用就是在亞馬遜的物流倉(cāng)儲(chǔ)體系里，用于運(yùn)貨的機(jī)器人（見(jiàn)下圖）；民用場(chǎng)景里 AGV 也有一定的應(yīng)用，比如現(xiàn)在一些酒店里的服務(wù)型機(jī)器人，或者家用的掃地機(jī)器人等等，都屬于 AGV 的范疇。

楊歌說(shuō)：“因?yàn)?AGV 的機(jī)械工程復(fù)雜度相對(duì)比較低，在 C 場(chǎng)景里更偏向消費(fèi)品，在 B 場(chǎng)景里更偏向一個(gè)簡(jiǎn)單的工具，它只是一個(gè)機(jī)器人智能化的雛形?！?/p>

階段 3：AI 驅(qū)動(dòng)的 RPA

第三代工業(yè)機(jī)器人是由人工智能驅(qū)動(dòng)的 RPA。以前的流水化生產(chǎn)線里邊的機(jī)器人是不具備自適應(yīng)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(shí)間里飛速發(fā)展，這一代機(jī)器人，具備了人工智能算法，由 AI 驅(qū)動(dòng)了 RPA 的升級(jí)。

提到這一代機(jī)器人的發(fā)展，楊歌分享了他在不久之前的一次經(jīng)歷。在參觀工業(yè)富聯(lián)生產(chǎn)流水線之時(shí)，楊歌發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)有很多的生產(chǎn)工作在與 AI+RPA 結(jié)合，比如圖像識(shí)別、運(yùn)動(dòng)機(jī)能控制、設(shè)備的自適應(yīng)協(xié)調(diào)等等，這些人工智能在未來(lái)會(huì)得到越來(lái)越多的使用，使得生產(chǎn)流水線越來(lái)越復(fù)雜，也越來(lái)越智能化。他補(bǔ)充道：“這樣的流水線被稱作‘燈塔實(shí)驗(yàn)室’，意思是整個(gè)流水線里，沒(méi)有人只有燈，只有這些 AI 驅(qū)動(dòng)的這些工業(yè)機(jī)器人在勞作?！?/p>

楊歌表示，在他的定義里面，這樣的流水線可以看作是“工業(yè) 4.0”的雛形。他解釋道，工業(yè) 4.0 就是工業(yè)信息化、數(shù)字化和智能化，而對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)，一個(gè)很重要的點(diǎn)就是：它們需要數(shù)據(jù)，要有數(shù)據(jù)的積累、要有數(shù)據(jù)的響應(yīng)、反應(yīng)控制、要有邊緣計(jì)算；有的機(jī)器人相對(duì)比較簡(jiǎn)單，可以用一條流水線上的小型機(jī)，或者簡(jiǎn)單的電腦來(lái)處理它的計(jì)算，但更多的機(jī)器人，需要更加復(fù)雜的計(jì)算，如果處理量再增加，則還需要云計(jì)算。

階段 4：AMR

第四代工業(yè)機(jī)器人被稱為 AMR，Automatic Mobeltic Robotic。當(dāng)?shù)谌闹悄芑魉a(chǎn)線的機(jī)械手臂，越來(lái)越具備智能化算法的能力的時(shí)候，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)能和視覺(jué)識(shí)別也就會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，第四代機(jī)器人 AMR 可以被稱作“獨(dú)立行走的工業(yè)化機(jī)器人”。

楊歌說(shuō)：“事實(shí)上，AMR 是在前三個(gè)機(jī)器人的基礎(chǔ)之上誕生的，只有在前三代分別成熟的時(shí)候，AMR 才會(huì)比較成熟?！?/p>

楊歌認(rèn)為，目前最為人熟知的 AMR 就是波士頓動(dòng)力機(jī)器狗。2020 年 6 月，波士頓動(dòng)力宣布，機(jī)械狗開放向普通消費(fèi)者進(jìn)行銷售，引發(fā)了全球?qū)C(jī)器人的又一波熱烈討論。波士頓動(dòng)力已經(jīng)做了十年的機(jī)器人，從四足機(jī)器人到目前已經(jīng)可以進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的兩組機(jī)器人，波士頓動(dòng)力一直在升級(jí)其技術(shù)。雖然現(xiàn)在目前來(lái)看，這類機(jī)器人有很多地方還不是特別成熟，但是再向前發(fā)展，這些機(jī)器人很可能就會(huì)變成電影里出現(xiàn)的那種全能型高級(jí)機(jī)器人。

階段 5：完全體機(jī)器人

第五階段就是高級(jí)的完全體機(jī)器人，全能且使用。不過(guò)，按照技術(shù)發(fā)展的情況來(lái)看，我們目前仍處在第三階段的初期，離 AMR 的完全實(shí)現(xiàn)仍然需要一段時(shí)間，更不要說(shuō)這種高級(jí)的機(jī)器人。楊歌也表示今天的機(jī)器人要達(dá)到完全體的水平至少要有 10-20 年的時(shí)間。
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