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解读2023 RBR50机器人榜单:物流供应链仍是最大的创新温床

时间: 2024-01-09 13:20:52 |   作者: 有氧


  • 功能特点

  作为一张已持续十年的榜单,RBR 50 不仅是衡量全球机器人行业增长重要指标之一,也被视为创新领导力的指针。

  毫无悬念,物流供应链领域仍然是机器人创新的最大温床,大多上榜看点都与这一领域有关。这里也是最先进机器人技术的竞技场。

  工业机器人的使用正在稳步增长。除了在工厂和仓库中运送货物的移动、人形机器人,协作机器人成为另一个增长点。同时,榜单上专注工业制造的美国 AI 公司引起我们的注意。

  「只有退潮了,才知道谁在裸泳。」在裁员、倒闭等负面新闻缠身的自动驾驶领域,今年只有 Waymo 一家上榜。

  巨头推动下,底层操作系统 ROS 生态的变动与扩张构成另一看点。而在承载人类「诗与远方」的地方,NASA 仍然一家独大。

  在线零售战场一直血雨腥风:利润微薄,便捷为王。沃尔玛、亚马逊、阿里巴巴等巨无霸想尽一切办法将杂货零售的艺术推向极致,也不断地将物流供应链创新推上榜单:从仓库里的分理、拣货,一直到「最后一公里」。

  拾取能力(bin-picking)一直被视为机器人技术的圣杯。每接到一份在线订单,犹如开启一个盲盒:可能是一支笔、泰迪熊、灯泡,又或者是T 恤、几本书。在数以百万形状、大小、纹理和延展性各异的库存产品构成的无数种组合面前,机器人的「一双手」完全捉襟见肘。

  2022年,,因其展现了当前拾取任务中所能达到的顶配水平而荣登本次榜单。

  Sparrow 是亚马逊仓库中第一个可以检测、拾取和处理库存单个产品的自动化系统。在识别堆积在箱中的货品后,带有多个吸盘的定制抓手就会按照规划路线进行抓取,目前可以应对化用品、DVD、袜子、玩具等物品。

  今年4月,沃尔玛在一份声明中表示,到今年年底,约三分之一的沃尔玛商店将由自动化配送中心提供服务。三年内,这一比例将增加到 65%。此外,运营中心 55% 的货物也将通过自动化设施运送。

  去年10月,沃尔玛宣布成功收购 Alert Innovation,后者也因此上榜。

  Alert Innovation 研发了专门用于网购订单的拣货和包装的系统 Alphabot 。其技术核心是一个可以结构化三维空间移动的移动机器人。当在线订单信息释放给系统后,系统会自动地从仓库中挑选商品,按照订单将商品整合到一起,将物品运送到沃尔玛员工手上进行送货。

  五年多来, Alphabot 可行性得到了验证。接下来,它将成为沃尔玛新建的、位于佛罗里达州布鲁克斯维尔的一个大型配送中心的核心力量之一。

  与 AGV、AMR 这类解决方案相比,人形机器人一大优点是可以直接部署到工作场所,无需对既有空间进行重构。因为特斯拉的「擎天柱」,人形机器人曾一度大热。

  目前,在证明人形机器人(至少是两足)机器人能在仓库环境中发挥作用上,Agility Robotics 走得最远。他们也曾获得亚马逊产业基金的投资。

  因为推出专为仓储物流场景设计的新版 Digit,Agility Robotics 再度上榜。新版 Digit 添加了用于人机交互的头部,新的手部设计可用来控制装运货物的塑料箱。

  不过,将机器人从一个研究项目变成一个可以通过做有用的工作来赚钱的平台从来都不是一件容易的事。最近,Agility Robotics 请来 Fetch Robotics (曾上榜 RBR50、后被 Zebra 收购)联合创始人兼首席执行官担任公司的 CTO。

  Agility Robotics 竞对、同样瞄准物流领域的波士顿动力也凭借轮式机器人Stretch 再度上榜。

  没有腿和轮子,代之以类似 AGV、AMR 的移动底座(因此也更便宜),具有AI能力的机械臂无需任何预先编程即可轻松识别抓取对象。Stretch 每小时最多可移动 800 个箱子,举起重达 50 磅的箱子。目前正从事卡车、集装箱卸货。

  去年一共有四家中国AMR 机器人公司上榜,而今天只有一家——位于广东佛山的无人叉车机器人公司「塔斯克TUSK」。

  叉车搬运一直是工厂自动化转型中的一个痛点,叉车司机人少,薪水也很高。作为工业搬运领域最大的单一工具,长期资金市场也在持续寻找其无人化的最优解。

  从外观上看,公司重新定义的叉车就像一台AGV,但工作起来还是叉车——不像 kiva 需要额外载具,货物直接承载在机器人身上,而非由叉臂承载。由于更低的重心与更大的接触面积,货物搬运更具稳定性。

  因为摒弃了原有叉车形态,无人叉车还能轻松实现原地旋转、全向移动,且没有回转半径,可通行在低至1.3米的通道宽度,适用于以往叉车难通过的窄巷道等场景。

  本次榜单上唯一一家日本机器人公司Telexistence 也与物流供应链有关。

  他们研发的自主补货系统包括一台 SCARA 机器人,借助轨道运行,用多个摄像头扫描货架,识别快用完的饮料并规划补货路径。

  日本有 56,000 家便利店,密度在全球排名第三。其中约 16,000 家由 FamilyMart 经营。自主库存补货机器人正规模化铺设到 FamilyMart 门店。过去,工作人员过去花很多时间为货架补货。现在,他们有更多时间和顾客在一起。

  另外,该公司还在开发基于 AI 的仓库物流系统,使用机器人分拣和挑选包裹。

  围绕「最后一公里」的主题,几乎每年都有公司登上榜单:从 Nuro、Starship、Gatik 到这一次的 Ottonomy.IO. 。

  Ottobot Yeti 据说是 「市场上第一个完全自主的无人值守的送货机器人」。送货机器人能将你的包裹放到台阶上或者转移到储物柜里。客户还可以退货,利用机器人将不需要的产品送回原卖家。

  协作机器人被视为工业机器人领域新的分支,最大特点是可以与工人在同一空间内协同作业。在 3C 电子制造、新能源汽车、食品、乳制品、制药甚至医疗、健康服务等领域都有用武之地。

  工业机器人的使用正在稳步增长。除了在工厂和仓库中运送货物的移动机器人,协作机器人是另一个增长点。

  去年,ABB Robotics 曾对 1,610 家公司做了一次调查中,70%的美国企业表示,他们计划重新或近岸运营,62% 的企业表示,将在未来三年内投资机器人自动化。

  因时隔五年再度推出一款协作机器人——至今最小机械臂新型 IRB 1010 ,ABB 再次上榜。

  IRB 1010 专为适应电子生产环境中典型的狭窄空间和专用机器而设计,占地面积仅为 135 毫米 x 250 毫米。

  协作机器人领头羊,丹麦厂商优傲(Universal Robots)已是榜单常客。这一次因为发布至今最强壮的大负载协作机器人 UR20 而再次上榜。

  UR 20 在作业半径下有效载荷可达 20kg,被优傲定位于下一代革命性机器人。而协作机器人往大负载方向发展被认定会是未来的一个趋势。

  今年,我国的国产协作机器人迎来上市潮。目前位于行业第一梯队的企业包括优傲、节卡和傲博,它们的市场占有率约为三分之二,传统的工业机器人巨头并未在这一市场延续其领先优势。

  协作机器人最初对速度、精度的要求要低一些,国内供应商容易做起来。借助3C 电子、汽车零部件和金属制造,中国工业机器人国产化在提速,特别是协作机器人。其速度、精度指标已与传统小工业机器人相差无几。业内的人表示,随着应用工艺的完善和成熟,将逐步在 50 公斤中小负载领域对传统工业机器人形成替代。

  「对于国产协作机器人来说,今年或将迎来拐点。以前,协作机器人是作为辅助的角色应用在工业场景,而今年,比亚迪、宁德时代等厂商开始批量导入协作机器人。」遨博机器人董事长魏洪兴曾对财新介绍。

  观察近几年 RBR50 榜单,我们得知与中国机器人公司大多集中在物流供应链不同,每年都有专注工业制造的美国机器人公司上榜。

  今年,丝毫没有悬念地,被洛克希德马丁风投部门看中的先进制造商 Machina Labs 榜上有名。他们的贡献在于将机器学习/人工智能,传感器技术和运动学解决方案(工业机器人手臂)技术应用到了传统钣金成形业务中。

  Machina 专利制造平台可以将 CAD 文件转换为机器人工具路径,并使用传感器来解释施加的力和扭矩,以及用光学的办法测量形变,控制金属材料形成零部件。在零件成型的同时,创建数字孪生。

  他们的平台很适合生产一些复合材料零部件,可以在几个小时内逐层构建几何形状,消除了对冲压模具、压力机或 CNC 加工中心的需求。

  Machina 系统的灵活性使其能够在同一单元中以不一样的材料生产三种不一样的尺寸和几何形状的部件。在三天的时间里,该系统从左到右制造了两个 0.9 毫米厚的 304L 不锈钢航空部件,一个 2.0 毫米厚的铝复合叠层模具和两个 0.9 毫米厚的 316L 不锈钢圆顶,用于航空航天油箱。

  在 Machina Labs之前,榜单也不乏专注工业制造领域的美国机器人公司。

  比如, GrayMatter 致力于利用 AI 对机械臂进行灵活编程,颠覆传统精加工和打磨行业。亚马逊投资的工业机器人控制管理系统研发商 Veo Robotics 旨在帮助人类和机器人在工作空间存。

  建立大型太阳能发电场,通常要先将数万根钢梁打入土壤,每根钢梁都必须准确地敲入最深 8 英尺的地下。Built Robotics 开发了一款自动打桩机器人,能够一次完成测量、桩的分布、打桩和检查,将地基的建设速度提升了三到五倍。

  这些案例让人联想到麦肯锡北美主理合伙人 Asutosh Padhi 的新书《钛经济:工业技术如何让美国更美好、更快速、更强大》。

  作者梳理了几百家美国版「隐形冠军」将 3D 打印、先进材料和AI应用于制造业的轻松轶事,并指出一些工业技术公司的回报可与 Facebook 和亚马逊相媲美。

  比如,Trex 是一家总部在弗吉尼亚州的公司,该公司使用先进的机器人技术将塑料袋回收成建筑材料,其股价在过去十年中上涨了近 5,000%。

  这些企业组成了所谓的「钛经济」,虽然生产世界一流的产品并实现了出色的财务业绩,但钛经济企业的估值偏低,而且进入工业技术领域的风险资本不超过百分之一。

  炙手可热的无人车公司曾接二连三登陆 RBR50,今年榜单只剩 Waymo,理由是继续扩张的无人驾驶业务。

  Waymo 的无人车技术已接近于「走进大众生活」,但在财务数据上仍然是谷歌亏损最严重的业务。Waymo 尚且如此,别的玩家正因为缺乏生态体系和造血能力加速退出这个市场。

  福特、大众共同投资的无人驾驶公司 Argo AI 将被关闭并解散。因没能真正开展业务(更不用说创造收入或者实现盈利),无人驾驶卡车上市公司 Embark 已宣布结束运营并解雇了大部分员工。而 Locomation 已先于 Embark 陷入困境。

  据媒体报道,「无人驾驶第一股」图森未来将裁员 30%,退市听证会将于 6 月举行。国内,动驾驶头部公司小马智行裁员,员工数量减半。阿里达摩院无人驾驶团队并入菜鸟,相当于聚焦主业,做物流供应链环节的自动驾驶。

  同样冷清的还有无人机、农业机器人。去年有几家致力于室内无人机和农业机器人公司上榜。今年,仅一家无人机公司和农业机器人公司 SparkAI 上榜。

  事实上,SparkAI 是一家自动驾驶公司,主要是通过将人的因素与现存技术结合起来解决无人驾驶拖拉机的边缘案例,因被巨头约翰迪尔收购而上榜。

  至于医疗保健领域,虽然不见手术机器人的身影,但面向残疾、行动不便社会群体的创新仍然生机勃勃。

  一家小型的机器人公司 Tatum Robotics 因其为盲聋群体(deafblindness ,指同时失明或弱视和失聪或弱听,盲聋者对环境的理解与只是失明或失聪的人截然不同,海伦·凯勒就属于盲聋群体)研发的 3D 打印机器手而上榜。

  这个机器手可以用美国手语拼出单词,盲聋人通过感应机器手的动作来解读手语,相当于为盲聋人士提供了一个通往外界的窗口。

  美国有数十万截肢者(腿部)受困于行动不便,爬楼梯、坡道尤为艰难。密歇根大学因其领导下的开源腿项目(OSL)而上榜。这是一个大多数都用在开发机器人膝盖和脚踝系统控制算法的平台,开发的人能绕过设计和制造假腿,直接测试比较不同假肢控制策略,大幅度的降低开发难度。

  ChatGPT 让 Open AI 风生水起,也让谷歌背腹受敌。不过在机器人领域,局势可未必如此。

  两年前,OpenAI 解散了其机器人团队,宣布无限期终止对机器人领域的探索。谷歌始终没放弃,手里还有两副好牌。

  一张是 DeepMind 。这次因为收购 MujoCo ——一个学界和商界首选的模拟器并准备开源而上榜。

  DeepMind 始终致力于像人一样学习和推理的 AI,包括利用深度强化学习训练真正的物理机器人。他们陆续发表了一些论文展示机器人怎么来实现灵活自然的行为来适应和解决任务。

  另一张牌是从谷歌分离出来、专注于利用AI变革工业机器人的 Intrinsic 。这一次因为收购了机器人界的「Android」ROS(Robot Operating System,即机器人操作系统)背后的公司 OSRC( Open Robotics 的商业子公司),以及 OSRC 在新加坡成立的独立公司 OSRC-SG 而荣登榜单。

  和 DeepMind 一样, Intrinsic 也侧重软件的方式让工业机器人变得更智能,在没有直接监督的情况下学会新任务。此次收购的完成也标志着 Intrinsic 在让工业机器人变软之路上再下一城。

  收购后,这两家公司业务和团队加入 Intrinsic,包括负责 ROS 社区研发和维护以及将 ROS 用于商业化实践的核心力量,为 Intrinsic 注入了更强的软件能力和商业化项目经验。

  其实,ROS 最初建立是为科研服务。经历数年发展,令人意外的是它慢慢的被用到一些硅谷新兴的机器人公司的商业实践中(中国似乎少些),也引起诸如谷歌、英伟达等大公司的注意。

  为了让 ROS 社区更容易享受到 AI 感知、图像处理和导航的硬件加速性能,英伟达专门打造了 NVIDIA ISAAC ROS 。

  后来,ROS 2 版本出台,让 ROS 在工业领域落地遇到的一些挑战得到了比较好地解决,比如实时性和可靠性。从工厂 AGV 、机械手智能控制、送餐机器人到无人驾驶等领域,ROS 2 得到了更广泛的应用。

  这一次,英伟达因为 NVIDIA ISAAC ROS 可以帮助 ROS 2 研发人员更快将 AI 和 CV 技术集成到机器人应用程序中而上榜。

  英伟达的竞对 AMD 也因发布 Kria KR260 机器人入门套件而荣登榜单。作为一款面向机器人的可扩展、开箱即用型开发平台,Kria KR260 协同现有的 Kria K26 自适应 SOM,能提供无缝的生产部署路径,也支持 ROS 2。

  2021 年 2 月 18 日,NASA「毅力号」探测器在火星着陆。一年后,2022 年 2 月「毅力号」完成了首次多太阳日行驶,这次行驶被分为三个太阳日进行,帮助探测器更接近最终采样位置。

  「毅力号」在火星上的导航系统是 Autonav ,它可以绘制出前方地形的 3D 地图,识别危险,并在不需要从地球上的控制器获取额外方向的情况下,规划绕过障碍物的路线。

  Autonav 擅长识别岩石等障碍物,但很难识别沙子,漫游车可能会卡在沙子中。为了在不被卡住的情况下完成这次驾驶,NASA 不得不大大扩大探测器的「禁区」,特别是在其位置不确定性最大的第三个太阳日。

  这次成功的无人驾驶再次证明了 NASA 及其为「毅力号」开发自主导航能力的能力。「毅力号」制造者 NASA 喷气动力实验室( JPL )已经是榜单上的常客。

  2022 年 7 月,NASA 将詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)投入使用。

  韦伯望远镜的第一张深场图捕捉到了 SMACS 0723 这个星团,揭示了更为遥远的星系的存在,也是当时人类拍摄到的宇宙最深的图像之一。其早期拍摄的五张图像,每一张都提供了非凡的科学知识。

  作为太空中最大的光学望远镜,韦伯使用近红外和光谱分析传感器,能透过尘埃云提供前所未见的星系中心的图像,显示出探索深空奥秘的巨大潜力,也变革了天文学研究。

  2022 年 9 月 26 日,NASA DART 航天器撞击了一颗名为「迪莫弗斯( Dimorphos )」的小行星,也是 NASA 首次全面展示其可保护地球的偏转技术。

  在距离地球 1100 万公里的太空中,总重 600 公斤的 DART 航天器以 22500 公里/小时的速度与重约 500 万吨、直径约 163 米的目标小行星「迪莫弗斯」成功相撞。

  DART 是 NASA 和约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(APL)的一个联合项目,约翰·霍普金斯大学也因这次任务而荣登榜单。

  原标题:《解读2023 RBR50机器人榜单:物流供应链仍是最大的创新温床》

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