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工业机器人发展的五个阶段

“工业机器人”，这个诞生于上世纪五十年代的概念发展至今已有 70 多年的历史了，从简单的抓取物体到能够独立成一条生产线，工业机器人行业也随着科技的发展不断升级。尤其是在人工智能技术不断普及的今天，作为制造大国的中国正在这一领域探索发掘新的可能性。 “工业机器人”的提出者名为：约翰戴沃尔，在 1954 年他申请了“工业机器人”这一概念的专利。 1956 年，约翰戴沃尔和约瑟夫恩盖尔柏格基于戴沃尔的专利，合作建立了 Unimation 公司；到了 1959 年 Unimation 公司的第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。彼时，二战的阴霾刚过去不久，全世界都处在“百废待兴”的状态。由于已经感受过工业革命的机械化、自动化带来的冲击，“工业机器人”这一新鲜事物一经问世就受到了那些“科技嗅觉灵敏”的国家们关注。当时亚洲科技领军的日本以及欧洲工业革命发源地英国，都在第一时间察觉了工业机器人未来可能拥有的庞大市场，第一时间向美国的科技公司购买了专利和技术授权，并在本国大力发展机器人技术，发那科、川崎重工、ABB 等等多家到现在都知名的工业机器人企业，都是在那个年代崛起的。时间来到 2020 年，虽然从时间上看，我们到了那个所谓的“未来”，但是工业机器人的发展似乎并没有达到人们预测的那样成熟。为了更进一步了解工业机器人的发展现状与未来趋势，InfoQ 采访到了星瀚资本创始人杨歌，作为工业机器人行业十余年的关注者，他对于这个领域有不少独到的见解。工业机器人发展到了哪里？在回答这个问题之前，杨歌认为有必要先对“工业机器人”做一个定位，他觉得，工业机器人属于多学科、综合技术类型的专业，有较强的先进性，同时还具有很高的复杂性。除此之外，工业机器人还是一个需要很多行业来进行组合的复杂生态行业。高端装备制造、新材料、自动控制、人工智能等等都是工业机器人的重要组成部分，而这其中任意一环也同样拥有着复杂的生态，比如软硬件的组合、信号传输等等。虽然机器人一直以来被认为是“集科技之大成”的产物，但是罗马并非一天建成，工业机器人也不是一开始就这么复杂。杨歌告诉记者，行业普遍认为的工业机器人发展可以分为五个阶段。阶段 1：RPA 工业机器人第一个阶段叫做RPA，Robotic Process Automation，直白一些的翻译就是：自动化流水生产线。杨歌说，这种机器严格来说还算不上机器人，因为它们大部分都只有一个机器臂，比如很多制造工厂里的有机械自由度的智能化机械手臂。这种传统智能化机械手臂，说是智能化，其实它没有智能，其本质就是数字控制，用来从事流水线化的工业生产。阶段 2：AGV 第二代工业机器人叫做AGV，Automated Guided Vehicle。与上一代不同的是，AGV 已经有了一些简单的人工智能技术，比如能够自动导航的小型货运机器人。杨歌表示，这类机器人虽然具备一定的识别能力，比如通过红外线、雷达或者摄像头进行的图像识别，并且这些机器人有一定的自处理能力。最典型的应用就是在亚马逊的物流仓储体系里，用于运货的机器人（见下图）；民用场景里 AGV 也有一定的应用，比如现在一些酒店里的服务型机器人，或者家用的扫地机器人等等，都属于 AGV 的范畴。杨歌说：“因为 AGV 的机械工程复杂度相对比较低，在 C 场景里更偏向消费品，在 B 场景里更偏向一个简单的工具，它只是一个机器人智能化的雏形。” 阶段 3：AI 驱动的 RPA 第三代工业机器人是由人工智能驱动的 RPA。以前的流水化生产线里边的机器人是不具备自适应性能力和人工智能算法的，但是随着人工智能在近十年的时间里飞速发展，这一代机器人，具备了人工智能算法，由 AI 驱动了 RPA 的升级。提到这一代机器人的发展，杨歌分享了他在不久之前的一次经历。在参观工业富联生产流水线之时，杨歌发现，已经有很多的生产工作在与 AI+RPA 结合，比如图像识别、运动机能控制、设备的自适应协调等等，这些人工智能在未来会得到越来越多的使用，使得生产流水线越来越复杂，也越来越智能化。他补充道：“这样的流水线被称作‘灯塔实验室’，意思是整个流水线里，没有人只有灯，只有这些 AI 驱动的这些工业机器人在劳作。” 杨歌表示，在他的定义里面，这样的流水线可以看作是“工业 4.0”的雏形。他解释道，工业 4.0 就是工业信息化、数字化和智能化，而对于机器人来说，一个很重要的点就是：它们需要数据，要有数据的积累、要有数据的响应、反应控制、要有边缘计算；有的机器人相对比较简单，可以用一条流水线上的小型机，或者简单的电脑来处理它的计算，但更多的机器人，需要更加复杂的计算，如果处理量再增加，则还需要云计算。阶段 4：AMR 第四代工业机器人被称为 AMR，Automatic Mobeltic Robotic。当第三代的智能化流水生产线的机械手臂，越来越具备智能化算法的能力的时候，机器人的运动机能和视觉识别也就会越来越强，第四代机器人 AMR 可以被称作“独立行走的工业化机器人”。杨歌说：“事实上，AMR 是在前三个机器人的基础之上诞生的，只有在前三代分别成熟的时候，AMR 才会比较成熟。” 杨歌认为，目前最为人熟知的 AMR 就是波士顿动力机器狗。2020 年 6 月，波士顿动力宣布，机械狗开放向普通消费者进行销售，引发了全球对机器人的又一波热烈讨论。波士顿动力已经做了十年的机器人，从四足机器人到目前已经可以进行复杂运动的两组机器人，波士顿动力一直在升级其技术。虽然现在目前来看，这类机器人有很多地方还不是特别成熟，但是再向前发展，这些机器人很可能就会变成电影里出现的那种全能型高级机器人。阶段 5：完全体机器人第五阶段就是高级的完全体机器人，全能且使用。不过，按照技术发展的情况来看，我们目前仍处在第三阶段的初期，离 AMR 的完全实现仍然需要一段时间，更不要说这种高级的机器人。杨歌也表示今天的机器人要达到完全体的水平至少要有 10-20 年的时间。责任编辑：YYX

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