2021 年機器人賽道有多熱?據不完全統計,光 11 月,機器人領域相關融資已經超 17 起,超億元融資超兩位數。在資本瘋狂追逐下,2021 年機器人行業,正式迎來了新一輪的爆發元年。機器人創業與投資浪潮襲來,大量一線投資機構密集掃描機器人賽道,新項目也如雨后春筍般涌現。
然而,任何事物的發展都不是一蹴而就的,在歷史發展中,總有一些偉大的產品,偉大的企業通過創造行業傳奇推動創新變革。機器人行業,依舊如此。
1 變化:機器人的歷史發展與時代變遷
從 1947 年-1948 年,遙控機械手、主從機械手的誕生開始計算,發展至今的七十多年里,機器人行業總共也才實現了 L0 至 L3 等級的變化。結合當下,行業專家與企業家們討論分析,機器人行業歷史演進與未來發展,一共可分為 6 個階段,L0、L1、L2 階段涵蓋了所有現存機器人的所有狀態,L3 等級機器人則將繼往開來,實現鴻溝跨越,為未來 L4、L5 等級機器人實現打下扎實基礎。
L0 等級機器人:始于去做人類不能做的事
1947~1948 年,隨著遙控機械手、主從機械手相繼誕生,機器人歷史正式開啟 L0 階段(遙控操作)。L0 等級的機器其主要實現的是遙控操作功能,由操作人員去控制主機械手,從機械手可模仿主機械手的動作。它最早也是應用于核輻射這類人類不能前往的場景。L0 級別的機器本身并沒有任何自動化、智能化設計,它只是任依靠人類的實時的指令做出相應的反饋。L0 級別產品例如遙控玩具,或者是一些遙控式的機械臂到目前為止仍然沒有太多的智能方向的重大突破。
1954~1962 年,隨著 Unimation 機器人公司成立,推出了第一代工業機械臂,機器人的發展開啟了 L1 階段(固定動作)。L1 等級的機器主要實現的功能是固定動作,也就是基于機械或簡單的電子信號實現重復性的單一動作。一直到今天,工業機械臂的依然屬于 L1 級別,只是在精度等方面做了諸多的微創新。
L0 與 L2 等級機器人:逐漸無法應對人類各種需求
1966~1972 年,隨著 SRI(Stanford Research Institute)研制成功 Shakey 移動機器人,機器人演進開啟了 L2 階段(反饋動作)。L2 等級的機器具備簡單的感知能力,利用各種傳感器測量環境信息,通過預設的程序進行識別、理解,并反饋相應的預設動作。L2 級別的機器可以在環境小幅度變化的時候,通過算法以及相應傳感器的信號完成既定的單一動作。這一類的典型場景在今天已經有了較多的落地,如基于視覺或激光的 AGV/AMR,以及各種協作臂都是 L2 級別的智能。
市面上已落地 L2 級別機器場景有如場內物流,無人化智能倉儲等等。這一場景的特點是,當環境發生小幅變化時,機器人可以通過相應的傳感器信號或預制算法完成既定的、單一的動作。目前市面上絕大部分「機器人產品」都是 L0、L1、L2 等級中的一類,然而,隨著市場發展 L0-L2 等級的機器人產品已經逐漸無法應對各類需求。
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2 革新:從專注于核心零部件的打磨到重新定義機器人大腦
L0-L2 等級機器人逐漸無法應對各行業更高智能、柔性的需求,L3 等級機器人要被認同,勢必不再是對「更高 1 毫米的精度」技術追求,而應該是可以有效地理解、識別不同的狀況,更全面的滿足場景需求。通俗來說,L2 與 L3 雖然只是一個階段的變化,卻有著巨大的技術鴻溝。它意味著機器人的革新不再是單一對控制與穩定的精益化追求,而應該是給機器人一個新的大腦,像人類一樣讓它可以去理解更復雜場景,可以實現同一場景的復用,而不是讓技工根據場景需求,敲打出不同的代碼。
墨影科技基于復雜場景,實現預設智能。在 L2 簡單信息反饋基礎上,墨影機器人可以把復雜信息進一步集成到機器人本體,機器人本體基于不同的傳感器信號,可以有效地理解識別不同的狀況,通過預測的系統完成相應動作。「基于這個等級劃分,基于現有行業中的痛點,墨影科技實現了同一場景約等于 100% 復制,幾乎不用二次開發。新場景復用率最高可達 90%,二次開發的成本非常低。」行業專家在了解過墨影科技后,如是說道。
雖然墨影科技 MCR 移動協作機器人外觀上,與市面上部分產品看起來差異不是特別大,但是技術上卻跨越了巨大的鴻溝,被稱作「L3 等級領航員」。墨影 MCR 移動協作機器人也被行業譽為「超級新物種」。也由 L3 等級開始,機器人開始從「人類不能做、人類不愿做」逐漸進入「人類不會做」的階段。
第三代機器人領航員墨影科技,正在重新定義機器人大腦。
此后 L4、L5 等級機器人也是基于機器人大腦智能程度實現不同的革新。如 L4、L5 等級機器人,在《機器人總動員》中都有較好的體現,L4 等級機器人,瓦力機器人,在人類毫不干預的情況下,可以自主的完成垃圾分類打包的這個動作,可實現自治智能,不需要干預,猶如游戲中的 NPC。L5 等級機器人,則開始自主學習和進化,基于遇到困難分析總結并且自主升級本體的技能包,實現像人類一樣學習與成長。
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3 跨越:L2-L3 的鴻溝到底有多深?
L4、L5 等級機器人何時落地,尚不可言。L3 等級機器人對鴻溝的跨越,卻是真正切切的。籠統地來說,L0-L2 的機器人,可被歸為「自動化機器」,它們通過技術人員的編碼,實現一個點的轉移、一個任務執行。而 L3 等級機器人之所以被稱為鴻溝的跨越,則是從四個方面解決了機器人的當下與未來的發展問題。
其一,面對當下,柔性制造對邊際成本的要求:理論上 L0-L2 機器人的新應用都需要代碼,每一次的部署結束之后都沒辦法直接復用在其他同類產品中。L3 等級機器人則可快速實現二次開發,降低邊際成本。
墨影科技創新設計,實現了小時級二次開發。依托墨影伏羲示教器,通過一體化示教與拖拽式工程模塊,實現零代碼秒級部署。在不需要敲代碼的基礎上,只需要在示教器上通過模塊拖拽,完成復雜場景的部署與調整,工廠普工通過簡單培訓也可以實現操作,從根本上解決了真正柔性制造對邊際成本的要求。
其二,面對未來,「超多機·超柔性」的拓展:在規模化 CNC 場景,廠房內有近萬臺 CNC 設備,它們由數百乃至千人的普工操作。如果希望實現機器人代替普工,就必須實現超多機、超柔性協同,數百臺、千余臺機器人需要和人一樣,可以分工協作,實現不同工序與操作。
墨影科技真實滿足「超多機·超柔性」的拓展。通過墨影盤古系統,可實現三維可視化,自學習、自適應毫秒級別響應,也可同時實現千機級別的協作。就協作舉例而言,假設您希望機器人幫您實現穿衣,兩臺墨影移動協作機器人協同作業,其中一臺機器人負責幫助您把大衣展開,另一臺機器人通過云端調度系統,可以自適應的方式把衣角從地面上提起來。協作能力堪比人類。
以一臺機器人照看十臺設備計算,一萬臺機床的場景內,這一千臺墨影機器人依托盤古系統,就和上千位普工一樣,在工廠內協同工作。
其三,面對未來,類人動作的本體自由度猛增:市場在發展,制造業需生產的產品也越來越復雜。面對未來,機器人勢必需要和人一樣,可以實現自主移動與復雜操作,簡單說就是像人一樣,既可以移動,也可以操作。因此機器人本體在移動協作的要求下,關節數與自由度有巨大增長,同時意味著對機器人大腦數據通量和算法復雜度有巨大的挑戰。
用數字展示一下 L2 與 L3 級別的巨大技術鴻溝。L2 級別的代表產品 AGV/AMR 有 3 個自由度,即 X、Y 軸與旋轉。三個自由度的機器人,簡單類比數據與計算復雜度是 23=8;墨影科技設計了 30 軸以上的機器人系統架構,三十軸意味著數據與計算復雜度達到 2 的 30 次方,即 10 億。由此可見,8 與 10 億的巨大差別,存在于 L2 與 L3 級別對技術的挑戰之中。
其四,面對未來,可成長、可迭代大腦的需求:L2 與 L3 等級的變革,被喻為鴻溝跨越,還在于機器人大腦的不同。
L0-L2 等級機器人,其功能既定,無法升級迭代,而墨影移動協作機器人,在面向未來的超復雜 OS 系統技術架構之下,通過 OTA 技術可實現自身不斷進化與成長。如墨影移動協作機器人本應用在 CNC 場景,而依托 OTA 技術,購買者可導入新場景模塊,實現其他場景應用,如冰淇淋制作、咖啡泡制等,也就是真正實現一個本體可以展示「十八般武藝」,同時也使得機器人自我學習,自我成長做好充足的技術架構儲備。
4 落地:L3 第三代機器人領航員墨影科技在實際場景中表現如何?
L3 等級機器人,從四個方面滿足了當下與未來的需求,L3 等級機器人在實際場景應用又如何?我們以 L3 等級領航員的墨影科技為參照。基于核心技術,墨影科技推出的 MCR 移動協作機器人在實際場景應用中,也凸顯了強大力量。
依舊以 CNC 行業為例,當前 CNC 行業上下料方式主要有「人工、AGV+機械臂、導軌/吊軌機械臂」。
以一千臺 CNC 機床的加工廠為例:要實現工廠運轉,人工需要數百位,三班倒則需要更多人員,招工難、用工難問題層出不窮;AGV+機械臂的形式,由于機械臂無法移動,每臺設備配備一臺機械臂,則需要巨大的成本投入,而且部分產品,CNC 加工節拍并不快,往往工作 10S,閑置 10min,造成巨大的資源浪費;導軌式機械臂,雖然可以實現 1 對 5 臺機器的照看,但導軌部署改造成本高,產線略調,需要重新改導軌,又需要數個乃至數十個技術人員,夜以繼日敲代碼,二次開發成本非常高。
墨影科技基于 L3 等級第三代機器人「墨影 MCR 移動協作機器人」提供智能解決方案,可實現單臺機器人「1V10」臺 CNC 設備的照看,1000 臺 CNC 只需要 100 臺移動協作機器人即可實現 7*24h 工廠運作。同時墨影機器人應用對場地無改造需求,綜合成本非常低。生產產品調整,也只需示教器上對功能模塊簡單拖拽,即可完成二次部署,邊際成本無限趨近于 0 實現真柔性。
同時,通常實際客戶走訪發現,不少終端行業在購買了機器人產品后,其需求與實際應用有較大出入,導致難以真正替代人工,出現大量機械臂閑置、報廢,而墨影科技從本質上拓展機器人大腦,將機械臂升級為移動協作機器人,變閑置為寶。
5顛覆:四個方面顛覆式創新,鑄就機器人行業傳奇
強大的場景應用能力,讓墨影科技在激烈的機器人行業競爭中所向披靡。而墨影科技在實現 L2 到 L3 級別的跨越時,也從四個方面實現顛覆式創新,從根本上變革了機器人行業與終端市場的應用。
認知層面:以往的機器人,要實現機械底盤與機械臂的聯動,需要機械臂控制器 A、底盤控制器 B,外加一臺更高位的控制器 C;它們接受任務時,需要由 C 分配給 A 或 B,再由 A 或 B 分配給剩余的控制器,最后統一回饋給 C,實現同步協同。串聯式的三個大腦控制,讓這類復合機器人只能實現才能夠 A 站點抓取物品,送往 B 站點的非常簡單動作。而真正的產線普工,工作內容遠遠不止于此,他需要面對不同貨架,多處搬運拿去,有著極其復雜流程。
墨影移動協作機器人,基于一體化控制,唯一 AI 智控中樞控制移動底盤與機械臂,移動協作一步到位,可實現替代普工復雜作業,顛覆機器人行業及客戶對機器人的以往認知。
交付層面:現有機器人交付,往往需要三到五個技術人員,在現場不斷的敲打代碼,花費數十個工作日完成現場布置。
墨影科技將功能模塊化、場景模塊化,在應用過程中只需要示教器拖拽即可完成場景應用,客觀地將邊際成本趨向于 0,實現了交付環節顛覆式創新。
行業層面:墨影科技機器人除了多應用場景可無縫遷移,邊際成本無限趨向于 0 外。還可通過 OTA 導入新的場景模塊,實現新場景應用,不斷升級自身功能。將「一生一次的生意」顛覆為「一生一世的生意」
商業模式層面:以往產線智能升級,買機器人猶如買車,隨著使用年限增減,機器人價值不斷的折舊,是企業「成本中心」;墨影機器人,替代普工,可復用不同場景,邊際成本趨近于 0,同時可實現人工直接替代,為企業帶來直接利潤。
以 CNC 行業為例,如要實現三班倒,即是 3 個人工替代,單人工成本在 7 至 10 萬元/年成本,三個人便是 20 萬/年的用工成本,加上管理成本、用工風險,墨影機器人可實現 20 多萬的成本節約,成本的穩定節約就意味著客戶的穩定收益,作為一筆收益客觀的投資,墨影將機器人「成本中心」角色,顛覆為企業「利潤中心」。
四方面顛覆式創新,墨影科技用踏實的腳步鑄就機器人行業顛覆式創新。
6專注:2+X,由難到易的降維打擊
時代的變革,往往猶如星星之火,可以燎原。
墨影科技作為一家 2019 年成立的機器人企業,在激烈的機器人行業競爭中,卻有著不可匹敵的勢態。
「別人做不了的我們來做」也正因為此,墨影科技看向了高難度、高復雜度的場景——精密加工產線上下料場景、生化實驗操作場景。
精密加工產線上下料場景,設備眾多,環境復雜,智能柔性要求極高;生化實驗操作場景更是需要機器人有著極高的安全性,以及雙臂協作能力。
「挑戰復雜場景,可以激發墨影科技技術團隊潛能,作出行業天花板級別的產品和技術,將這個技術產品封裝好之后,再去簡易場景,對其他機器人產品將是降維打擊。」墨影科技相關技術人員表示。
據悉,墨影科技核心團隊由英國劍橋大學、愛丁堡大學、美國哥倫比亞大學等名校全額獎學金碩博研究員、工程專家組成,團隊成員曾經主導美國 NASA 火星機器人、英國 Fair-Space 太空機器人、歐盟 OCRA 離岸設施機器人、美國 NSF 超低功耗物聯網芯片、7nm 工藝 GPGPU 等國際級科研項目。公司整體研發及工程人員占比超 70%,碩士以上學歷占比超 50%。
基于強大的技術團隊,實現高難度場景落地也將為墨影科技帶來巨大的市場。據了解,全國機床保守估計有 800 萬臺,每年新增量可達 30 萬臺,一臺機器人服務于十臺設備,保守預估有著十萬臺以上的機器人需求。而如生化實驗操作場景,基于當前疫情現狀,細分場景機器人需求量保守估計也在 5 萬臺以上。以 CNC 與生物醫藥兩大行業為依托,實現多行業拓展,墨影科技有著對機器人及終端市場帶來變革的事實依據。
7
新時代:機器人行業都是新勢力
墨影科技以技術撬動機器人時代巨輪向著新方向前進,本質其實也離不開「需求」二字。
2020 年的疫情,客觀上極大效率地推動了機器人產業發展,疫情的爆發讓招工難成為最迫切需要解決的問題,各行業第一次把無人化或者機器人替人放到了議事日程上,然而,很多需求 L0、L1、L2 級別的機器人并不能真正滿足。這也意味著新興機器人企業只要技術夠硬,就具有與傳統機器人大企業一較高下的可能。相關投資人表示「機器人行業作為硬科技行業,始終是以科技為中心,資歷并不代表新技術,誰都有成為行業龍頭的可能,這也是資本愿意進入這一賽道的重要原因。」
墨影科技作為 L3 級別第三代機器人領航員,專注于技術研究,努力把技術產品化、產品產能化、產能市場化,短短兩年實現如此復雜機器人產品的量產,完全可稱作「奧林匹克級別速度」。
群星璀璨的機器人行業,在這么短時間有諸多技術與場景應用的創新,真可謂未來可期。
審核編輯:符乾江
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