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新松机器人的产业布局及发展路线

发布时间: 2018-07-26 16:24     来源: 机器人产业

  

  如今,人工智能已然成为各个领域争相热议的话题,对于机器人产业而言更是如此。作为一家老牌机器人企业,新松机器人对于技术给产业带来的影响有着深刻体会,面对新一轮技术浪潮,它已经做好了准备。

  智能机器人和智能制造技术发展趋势

  按照国际分类,机器人可以分为工业机器人和服务机器人。工业机器人领域里包括通用型的机器人手臂、应用于半导体行业领域的真空机械手、移动机器人、双臂协作机器人、人机协作机器人、移动机器人与手臂结合的复合机器人等。服务机器人领域主要是解决人们日常生活工作中的痛点,比如送餐引领机器人、清扫机器人等。

  机器人控制系统是由运动控制器、智能控制器、多维感知单元、执行单元、电源单元、人机交互单元、安全单元等功能模块,通过多种实时现场总线(EtherCAT、CAN等)及多种非实时网络技术构成的网络化系统。在传统的工业机器人里,控制比较简单,会有一些应用的工具包。但随着产品需求的不断增加,对应用工具包的需求也不断增大。所以,在新的分类方法中,我们认为需要智能控制器来解决新的智能要素。智能控制器和运动控制器在控制器方面可以形成一个新的方队。在底端是运动控制器,中层是智能控制器,也就是边缘计算控制器,最顶端是云端的控制器。

  边缘计算控制器的作用是南北向和东西向的连接。通过北向与云端接口可以实现开放性和标准化信息的提供,与下层多个机器人进行丰富接口的连接。同时,它自身可以提供高性能的计算能力。通过这一层的信息过滤,可以有效地实现信息安全的控制。 

  传统工业机器人主要有两个方向。控制器主要是使用基于X86的四核GPU,但是这个算力明显不足。它可以实现一些简单的运动控制,但是对于参数修正、标定以及较大数量的三维点云的数据处理,其算力明显不足。所以需要一个边缘计算单元,以形成这样一个三层的架构:最顶层是工业云,中间是边缘计算器,底端是机器人本体。边缘计算器可以实现智能应用、多机器人协作、多机器人安全调度、机器人本体运行数据采集、机器人在运行过程中环境数据的采集以及预测维护的数据。

  在服务机器人领域,边缘计算器也存在一些应用。比如,在智能家居领域通过本地网管或者边缘计算器信息的隔离,可以防止摄像头画像信息泄露等问题的出现。

  传统的智能制造分为三层:顶层的ERP、中层的MES和底层的智能设备。这三层经过扩充以后,未来的智能制造架构可能会以云端的应用作为顶层,包括ERP、CRM、数据分析等,中间的边缘计算层包括MES、SCADA、离线编程和智能视觉等,底层是智能设备层。

  新松机器人的三大支柱产业概况

  新松机器人成立于2000年,隶属中国科学院,2009年在深交所创业板上市,至今发展成为拥有3000名员工的公司。新松机器人在全球和中国国内都有所布局,在国内主要分为沈阳和上海两大总部,同时在北京、青岛、杭州、宁波、西安、成都有分支机构和基地。目前形成了产业、创新、金融、教育四大平台。

  在产业模块里新松有三大支柱产业:智能机器人产品、智能制造和智慧生活。智能机器人产品有四个种类:第一是工业机器人,新松的工业机器人目前在国内处于领先地位。第二是移动机器人,新松第一台移动机器人在1991年制造成功,新松机器人也创造了第一台国产机器人对国外输出的纪录。在平昌奥运会上张艺谋导演的“北京八分钟”里,24台“冰屏”机器人是由新松提供的。在这个空间大、长时间低温且人员干扰比较强的恶劣环境下,实现多车联动,而且干扰的导航算法对我们有很大的挑战。第三是洁净机器人,主要是面向半导体行业、真空机械手方面的应用。新松获得了国家02专项,即《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目的支持,与国外的布鲁克斯企业进行对标,在国内细分领域市场上占有50%的份额。第四是服务机器人,新松在这方面起步较晚,还处于摸索、试措、迭代升级的阶段,目前已经实现了家用小型机器人批量化、规模化的量产和推广。

  在智能制造方面,新松产业解决方案的能力比较强,这也是新松主要的工作方向,占公司的主要营收份额。我们有两个生产案例:第一个是国内3C行业机顶盒的生产线。这个生产线有五层,实现了从原材料的入库到产品的出库,从订单到产品的全流程数字化生产,其中融合了智能仓储、物流传输、装配和检测自动化和MES系统等功能。下图就显示了智能生产车间的实际调度,包括每天的产量、产能等。第二个是丁基胶塞数字化及智能化生产线。该生产线包括从原材料的入库到半成品的制备以及中间的运输,实现了对离散的各个生产环节的有机连接。即使在生产线的个别生产环节出现问题的情况下,仍然可以保证整体的生产不受间断,有效地提高了生产效率。以前自动仓储追求容量大、装得多,自2011年开始,新松改变了自动仓储只追求存储功能的模式,而是追求在保证基本仓储功能的前提下,能够实现各个环节的有机连接。

  新松的智能生活产品主要围绕着服务机器人展开工作,包括四大类:第一,常见的公共服务类,包括迎宾、餐饮服务、导购、移动运输等;第二,教育娱乐类,面向儿童陪伴的机器人;第三,医疗类;第四,智能养老。在智能养老方面,新松提供了整体的解决方案,一方面组合各方面的养老设施,实现生理信号以及身体特征信息的采集;另一方面通过提供云端的服务,与养老机构进行合作,希望通过这方面减轻老年人的生活负担。

  新松在人工智能领域的发展路线

  在人工智能方面,新松主要是以机器人作为主要的载体进行研发,主要分为两部分:一部分以机器人为载体的人机交互,包括语音交互、视觉交互;另一方面是以机器人为载体的环境感知。

在语音交互方面,第一步要实现最基本的音频前段信号处理(包括语音唤醒、回声消除、声源定位),基本的语音识别、合成、打断,还有面向特定业务领域的垂直型的语义理解功能,包括带有记忆功能的多层次的问答对话系统。在此基础上,进一步融合声源分离、声纹识别、情感识别和情感创生等技术。语音交互的应用领域主要在智能客服,同时计划在医疗养老、教育娱乐、可穿戴和智能家居等各个服务机器人载体上对此加以应用。

  在计算机视觉方向,在服务机器人领域包括最基本的人脸识别、面部表情识别、动态手势和静态手型识别、人体跟踪、物体识别,以及基于人体骨骼节点的行为识别。除此之外,机器人有导航的功能,目前主要基于二维激光的导航,而二维激光的导航自身存在欠缺。因此,现在视觉导航加MU等多传感器融合是新松主要的研发方向。同时,对于机器人抓取,使目前机器人可以实现工件的叠加的乱序抓取也是我们的应用方向。它可以具体落地在人机交互过程中对人体位姿的监控上、安防机器人进行安防的需求上、机器人导航模块的输出上以及机器人对工件分拣和智能操作上。

(本文根据“2018雷克大会”现场速记整理而成,未经演讲人审阅。)

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