在人形機器人規模應用前,產業界更需要協作機器人來扛起工業機器人的應用大旗。雖然前者的類人形態比以機械臂為主要形態的后者更酷、更具想象力,但充滿肌肉線條感的協作機器人更叫人安心。
近日,第24屆中國國際工業博覽會(以下簡稱“工博會”)在國家會展中心(上海)舉行,機器人展是本屆工博會的突出亮點之一,為此工博會還特別設立了人形機器人專區。
《中國經營報》記者注意到,在本屆工博會現場,工業機器人領域創新成果紛紛發布,包括132項全球首發、87項亞洲首發以及128項全國首發產品。比如,節卡機器人就全球首發了40KG大負載工業協作機器人JAKA MAX40,并榮獲今年CIIF機器人獎。
大模型時代,人形機器人成為全球投資的重點領域。在本屆工博會上,記者觀察到包括節卡機器人、埃斯頓、非夕科技、遨博智能等國產協作機器人已陸續在人形機器人領域布局,像節卡機器人就首次對外展示了人形機器人JAKA K-1。
對此,上海市人工智能行業協會副秘書長徐琦對記者表示,入局人形機器人,協作機器人企業不僅在核心零部件、傳感技術、人工智能算法等方面具有先天性優勢,還具有深耕的應用場景,且擁有更多數據。
9月30日,工業和信息化部官網公布了人形機器人標準化技術委員會籌建方案,包括業務范圍、標準體系、組成人員、成立后工作計劃四方面內容。根據該方案,人形機器人標準化技術委員會成立后,將促進標準化工作的國際合作交流。
中國已形成完整協作機器人產業鏈
據了解,與傳統工業機器人相比,協作機器人最大區別在于其能夠在工人旁邊安全工作,結構形態可分為單臂和雙臂協作機器人,前者更為常見,且應用最多。而按照關節軸數劃分,主流協作機器人可分為六軸和七軸,其中六軸是目前市場上協作機器人的主流形態,市場占比超90%。
根據節卡機器人發布的《2024年全球協作機器人產業發展白皮書》(以下簡稱《白皮書》),全球協作機器人主要經歷四個發展階段:一是萌芽階段(20世紀90年代),1995年,美國通用汽車(GM)針對汽車行業痛點發起了一項研究項目,旨在找出機器人變得足夠安全的方法;二是技術突破階段(2000—2010年),2008年,丹麥公司優傲機器人(Universal Robots,簡稱UR)發布了世界上第一臺商用協作機器人——UR5,引發市場關注;三是快速增長階段(2010—2020年),隨著UR的成功,協作機器人市場開始快速增長,abb、kuka、fanuc等傳統工業機器人巨頭以及中國機器人公司也紛紛進入該市場;四是成熟與智能化發展階段(2020年至今),協作機器人開始向醫療、服務業等非工業領域拓展,隨著成本的下降,中小企業也能夠擔負得起,而AI技術的融入,特別是在機器視覺、自然語言處理和機器學習方面,協作機器人變得更加智能。
也就是說,從UR研制出全球首臺協作機器人開始,協作機器人這個新物種迄今不過16年。據了解,亞歐和北美是全球協作機器人的主要市場,市場占比超90%;根據2023年全球協作機器人銷售規模,UR、節卡機器人以及FANUC是全球TOP3廠商。與歐美日的ABB、FANUC等巨頭相比,我國協作機器人公司倡導“我挑水來你澆園”的人機協同,部署成本低、安全易上手。
2018年起,國內的中科新松、節卡機器人、艾利特、非夕等協作機器人廠商將產品,開始逐步應用于精密器件組裝、輕量零部件上下料、檢測、擰緊等工業領域,顯示出其遠勝于工業機器人的靈活性與柔性。
《白皮書》指出,中國是全球最大的協作機器人市場之一,目前已形成完整的協作機器人產業鏈,具備從上游核心零部件到中游本體制造再到下游系統集成與應用的全產業鏈自主生產與配套能力。
以上游核心零部件為例,控制器、伺服系統、諧波減速器是協作機器人的三大核心零部件,成本約占整體生產成本的70%。目前,國內已實現核心零部件高自主化率的協作機器人廠商有遨博機器人、節卡機器人、大族機器人等。
根據《白皮書》,2023年中國協作機器人市場以中國廠商為主導,TOP5(節卡、遨博、艾利特、大族、UR)企業占據超過60%的市場份額,主要應用領域集中在汽車零部件、汽車電子、金屬制品、電子、食品飲料、半導體、鋰電池等行業。
值得注意的是,隨著新能源汽車對傳統燃油車的替代趨勢日益明顯,協作機器人在車燈、電控盒、中控屏、汽車PCB等部件的檢測環節得到了廣泛應用。如在鋰電行業,大負載協作機器人在動力電池生產線的改造中發揮重要作用,如在電芯搬運、pack螺絲擰緊、涂膠、掃碼和外觀檢測等環節。
全球已有上百家公司做人形機器人
大模型和人形機器人,是過去一年多時間科技領域最熱的兩個概念,在大模型領域,國內已跑出6家頭部獨角獸。相比之下,人形機器人業態似乎仍處于早期階段,頭部獨角獸似乎并未顯現。
傅利葉董事長兼首席執行官顧捷此前表示,現在人形機器人業態與5年前的情況截然不同,5年前大家覺得人形機器人還離得非常遙遠,“但是今天全球范圍有上百家的公司要做人形機器人,出現百花齊放的局面”。
中航證券一份研報指出,人形機器人是AI技術落地物理世界的優質載體,近兩年通用大模型的發展賦予人形機器人強大的泛化能力,產業進入商業化落地的初級階段。
據介紹,節卡機器人JAKA K-1采用擬人型構造,集大腦、小腦、雙臂、雙足、力覺傳感器和視覺系統等組件為一體。
“本次推出的JAKA K-1人形機器人單臂就可以提起3公斤至5公斤的重物。雙支撐結構把大腿、小腿和腳面連接起來,使機器人立得住、立得穩。關鍵的小腦部分已經可接收指令,對全身進行運動控制,絕對運動精度能夠達到±0.1毫米?!惫澘C器人研發總監李順沖表示,下一步會優化步態算法,讓(機器人)雙足動起來。
節卡機器人CTO許雄透露,目前JAKA K-1的人形雙臂系統已經達到了量產規模。JAKA K-1的重點應用方面,主要是為人形機器人公司提供雙臂解決方案、軟硬件支持,或者如搬運、分揀等簡單工業場景。
《白皮書》指出,協作機器人和人形機器人都強調人機協作,具有技術基礎的共通性。無論是協作機器人在工業生產中的精準配合,還是人形機器人在復雜環境中的靈活動作,都依賴于運動控制、一體化關節手臂、傳感器等核心技術的發展。其中,手臂關節是人形機器人實現場景化落地的重要執行單元。
“協作機器人是人形機器人手臂的基礎,人形機器人概念大火將有利于協作機器人本體技術升級迭代,加快行業技術進步,進而促進行業快速發展。盡管兩者應用領域有部分重疊,但人形機器人和協作機器人在大多數市場并沒有直接的替代關系,而是以互補為主,更多是在各自擅長的領域中發揮優勢。”《白皮書》指出,協作機器人在精準、穩定的工業任務中有明顯的長處,而人形機器人則更擅長應對復雜的互動需求。