大寰機器人:光有大腦還不夠,它給機器人打造了一雙「巧手」|創業
機器人都沒有像人那樣靈活的手,何以談」智能「?
人類對打造現實中的機械姬,樂此不彼。隨著智能時代,人工智慧時代的相繼到來,有的人對賦予機器人智慧的軟體有興趣,有的人熱衷於構建機器人的硬體。比如,小覓智能為機器人打造了一雙「慧眼」,思嵐科技為機器人帶來了腳——自主移動方案,科大訊飛等語音識別公司給機器人帶來了語音溝通的能力,竹間智能希望帶給機器人情感。現在,大寰機器人想要給機器人打造一雙靈巧的「手」。
成立於 2016 年的大寰機器人是一家自主研發機器人手爪、機器人靈巧手/手臂、力控驅動器、感測器等相關軟硬體的企業。其針對工業、物流、服務機器人、教育等行業,提供智能識別與抓取解決方案。簡單來說,它為機器人打造了一雙像人手一般的智能夾爪。不過,據大寰機器人 COO 許雙甲介紹,目前,大寰主要以協作機器人、工業機器人應用場景切入。
他介紹道,工業機器人市場已經迎來爆發,中國每年機器人投放量的平均增長率為 30%,居全球首位,但機器人對人工佔比仍為萬分之一,具有很大的上升空間。協作機器人安全性高,可以和人類配合工作,是機器人發展的新方向。隨著製造業的轉型升級,勞動成本持續上升,機器替人的潛力巨大。根據 BIS Research的研究數據顯示,到 2021年,協作機器人的市場銷量將達到 15 萬台,銷售額有望增至 20 億美元。
「從整個工業機器人使用情況來看,機器人抓取和堆放(Pick & Place)操作占機器人使用總量的 60%,機器人夾爪是完成機器人工作的重要工具。」許雙甲強調,在工業場景,機器人少不了「手」。其實我們的腦海里可以浮現製造業工廠里生產流水線上做分揀等工作的機器人。
當然,大寰機器人肯定不是第一個要給機器人造「手」的企業。許雙甲介紹,目前,市場上常見的機器人末端執行器一般有三種:氣動夾爪、吸盤、傳統短行程電爪。」國內外大行程電動夾爪處於起步階段,國內還沒有成熟產品,潛力巨大,是一片藍海。」他說。許雙甲具體介紹了市面上的產品有哪些局限。
首先是氣動夾爪。這種夾爪一般是根據項目需求非標定製的。「比如生產線是生產 iPhone4,就需要針對 iPhone4 外殼的大小定製。如其外殼是 58mm,廠商就製作一個針對抓 58mm寬的小行程氣動夾爪,開合僅僅 5-10mm,只抓取這一個工件。而吸盤主要用於食品軟包、堆箱碼垛等平整易於吸取物體的應用場景中。此外,氣動方案還需要現場氣源等配套設施,配置起來也會比較麻煩,同時無法與 AGV 等配合,用於移動抓取與搬運。」許雙甲說道。
第三種是傳統電動夾爪,其好處是不需要現場氣源,只需電線或者信號線就可以了,簡單易操作。「但傳統的電爪劣勢也比較明顯,其更多的也是需要定製化選型,一旦換產品則需要更換夾爪,在產品訂製化、產線柔性化需求越來越強的今天,往往需要製作很多夾爪配合快換裝置使用,成本較高的同時設計難度也會隨之加大。」許雙甲表示傳統電動夾爪有小行程、弱通用性的特點。
總結來說,目前工業中應用的夾爪產品沒有標準化,要抓取各種不同的物體或零件時,工廠需要自主開發對應的夾具。而工廠在找不到合適的執行器的時候,往往會對每一個產品開發一款相對應的夾具及對機器人編程,耗時耗力,而且不能用於其他產品上。也就是說,夾爪局限於定製化,很難形成量產,或者規模化銷售。而且,目前國內的工業機器人大部分市場被國外品牌壟斷,夾爪這種細分領域的本土創新企業本就不多。
所以,大寰試圖以自己的創新方式來為機器人智能抓取的市場添磚加瓦。據許雙甲介紹,大寰團隊研發出國內首款可切換手指構型與抓持模式的大行程、自適應機器人電爪,具體產品包括AG-95L 和DH-3 。
就像上文所述的那樣,傳統機械夾爪一般應用在固定場景,或者抓取同一種類物品,而大寰 AG-95L 與 DH-3 開合行程大、可自動適應不同形狀的被抓取物體,無需更換手爪,實現一「手」多用,相比於傳統的抓取方案更加方便和靈活。「AG-95L 和 DH-3 電動夾爪一定程度上標準化了夾具產品,可以兼容各種工業/協作機器人手臂,一定大小與重量範圍內,對不同的抓取物品不需要重新更換手爪,大大降低了工廠的成本,提高了生產效率。」大寰的產品具有大行程的特點,其抓取行程可超 100 mm,也就是說可以適應各種大小的物件。
當然,除了可以適應各種大小的物件,大寰機器人夾爪還有一大特色,即可以在抓取軟硬不一樣的物件時,調整抓取力度。這是一項很有用的功能。「對硬和重的物件,我可以把抓力調大,如果是軟包和易碎品的抓取,可以將抓力相應減小。」許雙甲介紹道,調整抓力的方式有幾種:
一是人為在系統的固定程序里調整。二是通過視覺識別來給生產線上的物件與系統的固定程序模板進行匹配相應的抓力。「就像人的眼睛看到了一個蘋果,他的大腦里就會告訴需要多大的力氣去抓取這個蘋果。」他說。還有一種方式是在夾爪的末端增加觸覺感測器,通過反饋演算法,實時地自動去調節。「這種方式多處於科研狀態,出於成本、響應時間等多方面的考慮,目前還很少在真實的工業場景使用。」目前大寰也在開發另一種抓取方式,即以視覺定位與識別為引導,提供機器人智能抓取方案。智能製造的時代在於降本增效,機器人與末端執行器的智能化甚至可以一定程度上精簡工藝流程,提高生產效率降低成本。所以,「易於擴展、配套要求低、功能性與場景適應能力強」等特點讓這類電動夾爪的使用將會成為一個趨勢。
「現在,工業機器人整條產線都在講智能化、柔性化,這種情景下對夾爪的新需求特點是:可以像人手一樣,可以開合較大距離,可抓不同大小、不同形狀的東西,可調節抓力的大小。」他表示。「我們會找一至兩個垂直行業先切入推廣,比如說加工上下料、物流分揀、包裝、檢測等,可能會應用到一些細分行業的細分應用中,因為有了這樣的新產品、新技術,也會滿足一些之前的機器人完成不了的應用,誕生一些新的應用,比如鞋廠的自動化替人、電子產品的自動包裝等等。」許雙甲強調大寰的團隊很務實,並且「對技術抱有敬畏之心」,希望先把產品做好,找到垂直行業的切入點。
「產品技術上的創新會比在商業模式上的創新更好。」作為以技術為驅動的企業,大寰始終相信工業機器人這個大的產業,沉下心來將優質創新的技術轉化為穩定、優質的產品才是正確的態度。大寰的幾位聯合創始人來自倫敦國王學院的機器人實驗室,參與過多個國際與國內機器人項目研發。不過,真正到來做企業的時候,並非是一帆風順。
「科研上的東西是越複雜、越新奇越好,但企業是要落地、要量產,要真正把它用到一些場景中。所以,產品最重要的其實不是功能性,而是穩定性。」許雙甲回憶起一個技術團隊對於商業理解的心路歷程。「其實我們花了大量的精力研究如何把產品做得穩定高效。我們一直對技術做「減法」,但是同時又花費了大量精力,在一些細節上反覆打磨。」他說。而這些靜心打磨即鑄就了大寰的護城河。許雙甲認為,大寰在技術創新和團隊研發能力方面有很強的競爭力。工業機器人領域的硬體研發壁壘相對較高。而我們在研發技術上已經有積累,產品也已經獨立開發出來了,所以我們可以很快地針對一些垂直應用拓展產品,改進產品。」他覺得,在國內,同類型的電動夾爪,大寰做的最早,專註於這個領域,所以在市場培育和認知方面,也擁有著一定的壁壘。
對於工業機器人的商業模式,目前主流依然是以售賣為主,但是很多工業機器人應用如木蟻機器人等都在積極地探索租賃模式。對於這兩種模式,大寰有自己的打算。「模式應該分兩種情況不一而論,一是工業場景,適合以項目集成、硬體銷售的方式。二是如果以後涉足服務機器人、新零售領域的抓取方案,也許可以租賃的形式,因為這個市場對價格比較敏感。」許雙甲透露,雖然,目前大寰的是在做工業機器人領域,但是未來也會根據市場需求,考慮向服務機器人進軍。
據悉,大寰已經完成數百萬元天使輪與千萬元級 Pre-A 輪融資。大寰機器人的四款主要夾爪產品,AG-95L 兩指、DH-3 三指、AG-90 兩指自適應夾爪、PG-50 平行夾爪已經在今年年初實現量產並推向市場。
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