科幻中的工業(yè)移動機器人正走進現(xiàn)實 已廣泛應用

◎本報記者 葉 青

±3毫米

目前機器人移動精度已從最初的±10毫米發(fā)展到現(xiàn)在接近極限的±3毫米。這意味著，機器人的大范圍自由移動更加精準。

兔年春節(jié)，《流浪地球2》是最為火爆的電影之一。其所展望的未來世界，更多根植于當下工業(yè)場景和科技發(fā)展實際，可以說是現(xiàn)實工業(yè)生產和社會生活的鏡像。在對未來世界的無數暢想中，機器人是未來社會中不可分割的重要組成部分。

在電影多個場景中出現(xiàn)的工業(yè)移動機器人，出自廣東企業(yè)——深圳優(yōu)艾智合機器人科技有限公司(以下簡稱優(yōu)艾智合)之手。這些機器人并非只存在于科幻電影中，實際上，它們已在當下工業(yè)生產生活中被廣泛應用，在電影中可謂“本色”出演。

電影里的機器人已廣泛應用

《流浪地球2》中，不同形態(tài)的機器人出現(xiàn)于電影的各個場景：帶有機械臂的巡檢機器人自主操作監(jiān)測指標，保障空間站人員生命安全；地球聯(lián)合政府會議廳中，機器人駐守一旁輔助人類科學決策；在北京航天中心數據中心，巡檢機器人支撐著海量數據平穩(wěn)運作；行星發(fā)動機機庫中，移動機器人有條不紊地搬運傳送著物料……

“我們總共有14款不同型號的工業(yè)移動機器人出現(xiàn)在電影里，包括巡檢機器人、工業(yè)物流機器人等。”優(yōu)艾智合市場總監(jiān)關健表示，“實際上，電影中的巡檢機器人，在現(xiàn)實生活中也承擔著重要的作業(yè)任務。如海上石油平臺、戈壁荒漠、海上風電平臺、露天煤礦等極端復雜的環(huán)境中，都有機器人的身影。”

“電影里所看到的工業(yè)移動機器人行動靈活，它們由兩大主要技術構成：激光SLAM融合導航+二維碼組合方式。”關健介紹，他們的工業(yè)移動機器人采用激光SLAM融合導航方式，路徑規(guī)劃采取虛擬循跡，自主規(guī)劃。機器人會根據先驗的地圖環(huán)境信息及自身傳感器實時感知的周圍動態(tài)環(huán)境信息，綜合評價后搜索出一條最優(yōu)路線，且能實時避開環(huán)境中的動態(tài)障礙物。該技術主要應用于巡檢運維類機器人，已在電力、煤礦、鋼鐵、石化等領域使用。

為何要應用工業(yè)移動機器人呢？“在電廠，以往的高低壓配電柜電路通斷靠人工操作。因操作具有一定的危險性，必須兩個人默契配合，一人讀操作說明，另一人按步驟逐一操作，否則容易因操作不當造成災難性人員傷亡事故。”關健說，機器人能夠識別周圍環(huán)境，將誤差控制在±5毫米內，還可自主移動到配電柜正前方，自主判斷開關旋鈕位置，代替人工實現(xiàn)電路通斷。

工業(yè)移動機器人不僅不怕苦，還以專業(yè)性強的優(yōu)點，成為半導體行業(yè)生產智能化的中堅力量。

晶圓是高成本半導體原材料，極其脆弱，搬運過程中一旦有所震動就可能導致晶圓碎裂成為殘次品。工業(yè)移動機器人的出現(xiàn)，讓問題迎刃而解。機器人的機械底盤可以保證它平穩(wěn)運行，同時通過自動控制機械的方式，規(guī)避了人工操作不一致性所帶來的損失，保障了良品率。

讓算法在商業(yè)實踐里產生價值

優(yōu)艾智合機器人與《流浪地球2》結緣，始于2021年。當時，在上海舉行的世界人工智能大會上，導演組被優(yōu)艾智合機器人優(yōu)異的性能所吸引。

但提起機器人的研發(fā)過程，關健直言“并非一帆風順”。“雖然團隊有技術優(yōu)勢，但并不清楚技術究竟能在什么場景和行業(yè)中創(chuàng)造價值。”他回憶道，“創(chuàng)業(yè)前兩年，我們嘗試了大量的行業(yè)應用，才逐漸聚焦到工業(yè)物流、智能巡檢運維兩大行業(yè)場景。”

如何讓激光SLAM融合導航算法在商業(yè)實踐中產生實際價值，是研發(fā)團隊面臨的最大挑戰(zhàn)。如巡檢運維機器人的核心在于移動底盤平臺，它需要針對不同行業(yè)的深度需求，構建完整的機器人形態(tài)和上層的業(yè)務軟件系統(tǒng)，形成一整套的解決方案，才能夠實現(xiàn)自動化運維操作。

“我們的技術研發(fā)均指向應用場景。首先需要理解場景對機器人的全方位要求，這不光包括操作精度，還涉及安全、流程規(guī)范等問題，并需要不斷根據實際需求進行設計調整。”關健說。

僅是怎樣讓機器人在高強度工作中滿足工廠潔凈的等級要求，就讓研發(fā)團隊下了一番苦功夫。“輪子一定要與地面產生摩擦才能走動，我們總不能把輪子罩起來吧？”關健打趣道。他說：“從材料的選擇到輪子的安裝，再到運營和維保，經過很長時間的打磨，才最終確定出標準方案。”

在一個超過10萬平方米的空間里，解決工業(yè)移動機器人的高精度移動也是一個大挑戰(zhàn)。“精度是我們長期發(fā)展的技術方向。目前機器人移動精度已從最初的±10毫米發(fā)展到現(xiàn)在接近極限的±3毫米。這意味著，機器人的大范圍自由移動更加精準。”關健特別強調，工業(yè)移動機器人的技術發(fā)展是一個平滑演進、不斷提升的過程，而非飛躍式的技術發(fā)展。

為智能化建設提供堅實根基

當下，工業(yè)移動機器人正成為先進成熟的生產力，在各個行業(yè)場景中迸發(fā)出巨大的價值。正如在《流浪地球2》所建構的未來世界中，工業(yè)移動機器人可自主執(zhí)行搬運、操作、巡檢等任務。

關健也明顯感受到各行業(yè)擁抱工業(yè)移動機器人的熱情。“前幾年，客戶的需求往往只是一兩臺機器人。在大型工廠里，兩臺機器人實則產生不了價值，客戶是用它們來驗證新技術應用的可靠性、穩(wěn)定性和可行性。嘗試之后，客戶會在不影響正常生產情況下，再試著改造一整條生產線�，F(xiàn)在很多客戶已完全信任機器人了，用上百臺機器人改造一整層的工廠，甚至是整棟樓工廠。”他說。

對于工業(yè)移動機器人應用是否成熟的問題，在關健看來，需要分行業(yè)看待，“制造業(yè)里電子相關領域已經非常成熟”。

如隨著近年來移動互聯(lián)網業(yè)務的持續(xù)高速發(fā)展和國家“東數西算”戰(zhàn)略部署的全面啟動，大型、超大型數據中心持續(xù)建設投產，優(yōu)艾智合巡檢機器人在數據機房中自主巡檢，保障海量數據暢通流轉，為智能化建設提供堅實根基。

“電影中對未來世界基于算法、數據、新能源的建構，與我們的業(yè)務布局一脈相承，兩者均反映了數據中心、新能源等當下工業(yè)生產最具前瞻性和戰(zhàn)略性的重要領域，是構建未來世界的必要元素，是社會工業(yè)發(fā)展的底層邏輯。”關健透露，接下來他們將重點攻關機器人協(xié)同運動的技術難題，提高機器人整體的使用率，目前企業(yè)已參與相關的國家重點研發(fā)項目。

科幻電影根植于現(xiàn)實工業(yè)基礎與科技發(fā)展，同時為科學技術的進步提供合理浪漫想象。“這是國家科技實力的體現(xiàn)。”廣東工業(yè)大學機電工程學院智能制造與機器人研究所所長管貽生說，機器人涉及多個學科，是工業(yè)制造頂端的“明珠”，“一個國家機器人技術越好，說明科技水平越高”。