人機融合機器視覺(jué)時(shí)代來(lái)臨
隨著(zhù)工業(yè)機器人應用領(lǐng)域的切換，未來(lái)需求將會(huì )在一些新的場(chǎng)景下得到大規模應用，汽車(chē)、3C或者家電時(shí)代的大規模需求都集中于生產(chǎn)環(huán)節切割、焊接、上下料等，在后端應用環(huán)節，例如物流、包裝等環(huán)節的應用剛剛起步，市場(chǎng)投資環(huán)境大好。
據統計，2010-2015年，我國工業(yè)機器人市場(chǎng)銷(xiāo)量以年均35.5%的速度增長(cháng)，2015年工業(yè)機器人市場(chǎng)銷(xiāo)量達到6.8萬(wàn)臺，占全球銷(xiāo)量比重超過(guò)1/4，實(shí)際銷(xiāo)量比上年增長(cháng)31.3%，連續三年成為全球第一大工業(yè)機器人市場(chǎng)。
從工業(yè)機器人投資機會(huì )看，一是運動(dòng)控制器市場(chǎng)，中國中大型企業(yè)及跨國公司的市場(chǎng)較成熟，中國這個(gè)市場(chǎng)整體規模約70億元，未來(lái)幾年每年會(huì )有11%的增速。
去年以來(lái)，中國先后出臺《中國制造2025》、《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2016-2020年)》等等文件，力爭到2020年，工業(yè)機器人銷(xiāo)量達15萬(wàn)臺，持有量80萬(wàn)臺，國產(chǎn)工業(yè)機器人年產(chǎn)量達10萬(wàn)臺，市場(chǎng)占有率達67%，關(guān)鍵零部件自給率達50%以上，形成比較完整的產(chǎn)業(yè)體系。
日前，工信部裝備工業(yè)司副司長(cháng)楊拴昌向媒體表示，中國將加快組建國家機器人創(chuàng )新中心，并鼓勵有條件的地區建立區域性的機器人創(chuàng )新中心，以突破關(guān)鍵技術(shù)。
人機融合是機器人發(fā)展必由之路
ABB中國有限公司董事長(cháng)兼總裁顧純元表示，在當今世界最先進(jìn)的柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上，不到一分鐘就可以有一輛車(chē)下線(xiàn)；而且同一生產(chǎn)線(xiàn)上可以生產(chǎn)6種不同車(chē)型，每一車(chē)型的切換僅需18秒。核心技術(shù)在于把機械臂跟周?chē)墓ぱb夾具等相關(guān)設備通過(guò)三維系統有機集成，“已經(jīng)是很成熟的技術(shù)，”他話(huà)鋒一轉，“但這還不是人機融合，因為機器跟人還是完全分開(kāi)的?！蔽磥?lái)人機交互、融合，才能實(shí)現物與人通過(guò)技術(shù)服務(wù)有機連接，從中國制造跨上中國智造。
當前，想讓機器人完全取代人類(lèi)是做不到的，但是通過(guò)人機共融，可使機器人的簡(jiǎn)便性大大提高，對機器人的整個(gè)應用產(chǎn)生質(zhì)的變化。而關(guān)于人機共融安全性的問(wèn)題，按照國際安全標準對安全性已經(jīng)提出相應的要求，但是如何實(shí)現方法很多，各種各樣的做法。只有真正做到無(wú)圍欄，多種技術(shù)結合起來(lái)，才能達到最終的安全。
如何把人和機器結合起來(lái)，是機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路，目前來(lái)說(shuō)人機融合是工業(yè)機器人智能化的主要趨勢。為了使機器人更好的與人匹配，我們需要研究人具備什么能力？人首先有絕對的柔性，其次便是視覺(jué)與觸覺(jué)。而目前傳統的機器人在速度、精度，簡(jiǎn)單重復作業(yè)的可靠性上是遠超人類(lèi)的，但是柔性、觸覺(jué)與視覺(jué)部分與人的差距還是很大的。
香港中文大學(xué)電子工程學(xué)系教授孟慶虎提出疑問(wèn)，機器人能夠替代人嗎？這問(wèn)題源于以下令人百思不解的經(jīng)典現象——在工業(yè)流水線(xiàn)上精確、高效、靈巧無(wú)比的機器人，何以在處理大多數生活事務(wù)（如簡(jiǎn)單的疊衣服、上下樓梯等）時(shí)表現異常笨拙。孟慶虎從移動(dòng)性能、靈活性、操作性、傳感能力和智能方面進(jìn)行人機對比后發(fā)現，當前機器人的主要差距在于靈活性和智能，尤其是智能方面，“說(shuō)實(shí)話(huà)還有很長(cháng)的路要走”。人的認知方式和過(guò)程機器尚難以模仿，人腦與肌體的連動(dòng)反應機制機器更不能完美再現，其中蘊含了軟件、硬件領(lǐng)域的巨大技術(shù)挑戰。所以，真的想要機器人融入我們的生活，“一個(gè)先決條件就是機器人必須知道人的存在，能夠跟人共同生存”。這要求機器人的辨識、認知能力大幅度提高，機器人變成了社會(huì )的一部分，人機融合時(shí)代就真正到來(lái)了。
外資企業(yè)瘋狂搶食中國市場(chǎng)
在《中國制造2025》政策催化下，中國本土品牌工業(yè)機器人銷(xiāo)售量從2015年2.23萬(wàn)臺將增長(cháng)至2016年約3.1萬(wàn)臺，相對地也分食部分日、歐系品牌工業(yè)機器人在中國的市場(chǎng)大餅。
除了日廠(chǎng)Epson、安川電機(YaskawaElectric)與發(fā)那科(Fanuc)均已在中國設廠(chǎng)生產(chǎn)及銷(xiāo)售工業(yè)機器人產(chǎn)品外，還有瑞士ABB與德國Kuka也在中國設廠(chǎng)卡位。
其中，這些機器人大廠(chǎng)在中國市場(chǎng)生產(chǎn)、銷(xiāo)售的工業(yè)機器人產(chǎn)品，主要是以汽車(chē)工業(yè)應用為主，其他應用則為金屬加工、電子產(chǎn)品組裝與食品、藥妝品等分類(lèi)包裝等用途。
在這10年來(lái)，中國已成為3C電子產(chǎn)品的世界工廠(chǎng)，加上近年來(lái)中國積極調高勞工的薪資水準，使得這些代工廠(chǎng)面臨人事成本高漲、擠壓其獲利空間。于是促使這些制造業(yè)資方開(kāi)始進(jìn)行以機器換人的動(dòng)作，以期降低日益增高的人事成本。
為此，全球機器人大廠(chǎng)除了推廣小型工業(yè)機器人產(chǎn)品之外，也積極推廣內建感測器的協(xié)作型機器人產(chǎn)品。
除了全球各家機器人廠(chǎng)商紛紛地在中國市場(chǎng)上插旗及推銷(xiāo)協(xié)作型機器人之外，曾于2015年發(fā)表協(xié)作型機器人產(chǎn)品duAro的日本Kawasaki也抓緊機會(huì )在中國設廠(chǎng)生產(chǎn)及銷(xiāo)售其協(xié)作型機器人產(chǎn)品。
Kawasaki指出在一條需要10個(gè)人的生產(chǎn)線(xiàn)上，可以用5臺協(xié)作型機器人取代5個(gè)人力，便能完成電子產(chǎn)品的組裝和化妝品裝箱等工作。Kawasaki出資51%的中國合資公司將負責在重慶建設新工廠(chǎng)，將全數供應中國市場(chǎng)需求，不再從日本進(jìn)口。
而新工廠(chǎng)計劃2016年底前投產(chǎn)，首年度的產(chǎn)能為1,000臺，未來(lái)將提高年產(chǎn)量為5,000臺，其中軸承、減速器和馬達等主要零組件將從日本進(jìn)口，還有一部分則在中國向當地廠(chǎng)商采購。
機器人產(chǎn)業(yè)化得抓核心零部件
隨著(zhù)智能制造助推機器人成重要角色之后，核心技術(shù)成了各大機器人行業(yè)其鞏固市場(chǎng)地位的首要因素。除此之外，工業(yè)機器人的三大核心零配件占據了其成本的半壁江山，不得不說(shuō)，誰(shuí)擁有這三大核心零部件的市場(chǎng)，誰(shuí)就在起跑線(xiàn)上贏(yíng)得一步。
驅動(dòng)中國2016年11月22日消息隨著(zhù)智能制造助推機器人成重要角色之后，核心技術(shù)成了各大機器人行業(yè)其鞏固市場(chǎng)地位的首要因素。除此之外，工業(yè)機器人的三大核心零配件占據了其成本的半壁江山，不得不說(shuō)，誰(shuí)擁有這三大核心零部件的市場(chǎng)，誰(shuí)就在起跑線(xiàn)上贏(yíng)得一步。
工業(yè)機器人的三大核心零配件是控制器、伺服系統、減速器?？刂破饔型?020年市場(chǎng)規模達12億元，妥妥的一塊肥肉。作為機器人的大腦，發(fā)布和傳遞動(dòng)作指令。在我國硬件部分已經(jīng)基本掌握，不過(guò)軟件方面還是與國外品牌有一定差距。
2015年中國控制器市場(chǎng)規模達23.1億元，同比增長(cháng)18%，其中工業(yè)機器人控制器占比15%，約3.5億元。而我國現有的工業(yè)機器人在智能化及柔性方面都有待提升。開(kāi)發(fā)標準化、開(kāi)放化控制器存在巨大發(fā)展空間。到2020年我國工業(yè)機器人控制器市場(chǎng)規模有望達到12億元左右，未來(lái)五年復合增速約為27%。
伺服系統是工業(yè)自動(dòng)化的重要組成部分，是自動(dòng)化行業(yè)中實(shí)現精確定位、精準運動(dòng)的必要途徑，且機器人的關(guān)節驅動(dòng)離不開(kāi)伺服系統。近幾年工業(yè)機器人、電子制造設備等產(chǎn)業(yè)的迅速擴張，其在新興產(chǎn)業(yè)的應用規模出現增長(cháng)迅速。
目前，日系品牌占據了我國伺服系統市場(chǎng)一半的份額。國外伺服企業(yè)在中國的市場(chǎng)占有率達75%，其中日本品牌占比為50%，不過(guò)隨著(zhù)國產(chǎn)伺服系統性能的提升，國產(chǎn)伺服產(chǎn)品份額有望擴大。
最后的一大支柱就是減速器，它是連接動(dòng)力源和執行機構之間的中間裝置，大量應用在工業(yè)機器人上的減速器主要有兩類(lèi)：RV減速器和諧波減速器。
隨著(zhù)未來(lái)工業(yè)機器人的發(fā)展，中投顧問(wèn)產(chǎn)業(yè)研究中心預測到2020年我國工業(yè)機器人減速器市場(chǎng)規模將超過(guò)40億元，未來(lái)五年復合增長(cháng)率約為30%。盡管中國工業(yè)機器人減速器需求強勁，但是國內減速器的生產(chǎn)能力卻遠遠落后于日本、美國和歐洲。
綜合來(lái)看，我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還有待加強完善，最重要的是核心零部件市場(chǎng)還有待突破，因為這些基礎資源將直接影響我國機器人產(chǎn)業(yè)升級之路。
機器視覺(jué)大有可為
作為一種給機器人帶來(lái)視覺(jué)功能的關(guān)鍵技術(shù)，機器視覺(jué)應用廣泛。從工業(yè)視覺(jué)到計算機視覺(jué)，從人機交互到自動(dòng)駕駛，從虛擬現實(shí)到物體自動(dòng)識別，機器視覺(jué)都能擔當著(zhù)重要角色。
工業(yè)4.0離不開(kāi)智能制造，智能制造離不開(kāi)機器視覺(jué)。如果說(shuō)工業(yè)機器人是人類(lèi)手的延伸、交通工具是人類(lèi)腿的延伸，那么機器視覺(jué)就相當于人類(lèi)視覺(jué)在機器上的延伸，是實(shí)現工業(yè)自動(dòng)化和智能化的必要手段。機器視覺(jué)具有高度自動(dòng)化、高效率、高精度和適應較差環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，為我國工業(yè)自動(dòng)化打開(kāi)“新視界”。
機器視覺(jué)在機器人上的應用是十分必要的，工業(yè)機器人和服務(wù)機器人都需要機器人視覺(jué)當做自己的“眼睛”，但工業(yè)機器人和服務(wù)機器人對機器人視覺(jué)的需求卻是不同的。
利用機器視覺(jué)的方法，可以快速、準確地檢測到制藥包裝是否完好無(wú)缺，通過(guò)設定圖像傳感器，獲取包裝后的對象圖片信息，通過(guò)預先設定的面積參數對每個(gè)藥?；蛘咚幤窟M(jìn)行檢測對比，這樣，破損的藥?；蛘呷逼康陌b都將被檢測出來(lái)，正確的正常通過(guò)。
機器視覺(jué)在工業(yè)機器人和服務(wù)機器人上的區別，首先就是應用場(chǎng)景。在工業(yè)機器人的環(huán)境里，計算機視覺(jué)看到的場(chǎng)景是相對單一，但服務(wù)機器人的應用場(chǎng)景就要復雜很多。場(chǎng)景之外，便是精度方面。在工業(yè)機器人里面，計算機視覺(jué)的辨識精度一定是在毫米級以下的，包括靜態(tài)的辨識精度和動(dòng)態(tài)的辨識精度，靜態(tài)指的是相機或者觀(guān)測物品相對處在一個(gè)靜止的狀態(tài)，它這個(gè)時(shí)候的辨識精度取決于相機的分辨率，包括物品的邊緣是否清晰，差異化是否很明確，這個(gè)時(shí)候精度甚至可以達到微米級以下，服務(wù)機器人大部分的精度并不會(huì )很高，可能會(huì )在厘米級以上。
朱先生