处于北京市的机器人产业园, 也就是亦庄那里, 国家与地方共同建设的具身智能机器人创新中心所开发的人形机器人“天工”, 正在做奔跑展示。
取出这个零件, 拆卸该设备, 并将相关配件集中组装起来。过去, 人类向传统机器人下达这些复杂指令时, 它们或许难以应对, 不过现在, 仿人机械臂、灵巧手等具身智能机器人的应用, 让这些场景正变为现实。
于诸多应用场景里，工业制造被视作具身智能机器人极具潜力的落地领域当中的一个, 那么, 具身智能机器人在工业制造里究竟存有哪些应用, 面临哪些挑战, 又会怎样重塑工业生产的未来呢?
具身智能机器人的工业初体验
《中国报道》记者处于北京石景山区那儿的睿尔曼智能科技（北京）有限公司的研发车间里, 看到了一幅呈现着紧张忙碌活动的画面, 有着这样一些情况, 技术人员正针对超轻量仿人机械臂做测试工作, 还有与此同时正实施优化举措。
睿尔曼智能科技的创始人郑随兵作出介绍称, 我们所研发的那种超轻量仿人机械臂是那种完全依照人类手臂的尺寸以及自由度来进行设计的, 它是能够达成人类手臂所能够完成的动作的, 甚至在某些方面比人类完成得还要称得上是更出色。据相关内容介绍可知, 这家公司是以智能的、通用模块化的机械臂本体当作切入要点的, 其在过程之中融合了软硬件与人机交互技术, 另外还融入了人工智能算法, 如此一来机械臂便具备了自主学习以及适应的能力, 它能够通过对大量数据展开学习以及处理, 达成对环境的识别与适应, 并且还能够依据实际情形来灵活地调整作业策略。
于北京经济技术开发区内的部分智能制造工厂里, 机械臂在车间生产线上, 娴熟地开展对零件的抓取工作, 随后进行搬运, 接着予以组装, 其动作流畅又精准。曾几何时, 开展这类工作得借助大量人工劳作, 这般不仅效率低下, 并且极易出现误差状况。自引入机械臂之后, 生产效率实现了30%的提升, 产品合格率也由先前的85%, 提升到了如今的95%。一位工厂负责人向记者讲述了这些情况。
观众在体验灵巧手。
造出中国首款商业化量产灵巧手的北京因时机器人科技有限公司, 其研发的仿人五指灵巧手, 外表在高度上呈现仿真状态, 抓取的时候精准到没有震颤现象, 并且内部嵌入了十余个标准动作库, 进而成为众多人形机器人厂商的理想“手替”。
记着抵达了因时机器人处于北京首特钢创新工场的总部之地, 跟其创始人兼CEO蔡颖鹏展开了深度交流。蔡颖鹏道, 对于灵巧手来讲, 微型伺服电缸等价于是手掌的肌肉, 给灵巧手予以力量, 促使手指关节施行抓握等精准操作。灵巧手被运用至高精度零件的装配工作中, 极大地提升了装配的精度以及效率。其领域从医疗器械起始, 向着3C制造、新能源、自动化、半导体等范畴拓展。
工业制造企业身处全国各地, 在这些企业当中, 具备身体智能的机器人, 也都渐渐开始显露出突出的表现。
处于江苏之地的天奇股份, 和好多家头部新能源整车企业达成了具身智能机器人应用合作所产生的意向, 达成之际实现了机器人在车身外观检查、SPS零部件抓取、料箱搬运、零部件线边装配等情景的落地运用以及持续训练, 未来之时还会持续展开车身擦拭打蜡、组合件卡接、底盘螺栓拧紧等情景的落地运用, 预计从2025年下半年开始依次向10家整车工厂交付机器人“工人”。在江苏无锡, 有一家汽车零部件生产企业, 具身智能机器人被应用于汽车零部件的焊接工作中, 同时也被应用于汽车零部件的打磨工作中, 其操作稳定, 其控制精准, 这使得产品的良品率得到了大幅提升。
优艾智合位于深圳, 近期和西安交通大学正式组建具身智能研究院, 依靠自身自主研发的MAIC系统, 达成了具身智能机器人于半导体、新能源、3C制造等好些行业达成了规模化应用。于3C行业里, 其机器人单日搬运物料超出2万次, 运行里程将近百公里；在半导体行业, 机器人做完了上万次弹夹搬运任务, 运行里程超100公里。
深圳之地有一家电子制造工厂, 从中选用具身智能机器人, 让其负责电子产品的组装以及检测工作, 此机器人每小时能够完成数百个产品的生产任务, 如此一来大大缩短了生产周期。
具身智能机器人生产的“大本营”位于常州, 来自常州的具身智能工业机器人“创TRON”近期就要大幅度地上市, 和传统机械臂相比较的话, 它融合了感知、驱动、控制、算法、云服务等技术, 能够在复杂工业环境里自我适应并学习, 有效地应对生产线的灵活性挑战, 适用于智能质检, 柔性打磨, 自适应抓取等多种工业场景。
由国际机器人联合会, 也就是IFR发布的《2024世界机器人报告》表明, 在2023年的时候, 全球范围内工业机器人参与自动化生产的数量创造了历史最高纪录, 其年安装量达到了54.13万台。中国身为全球最大的工业机器人市场, 在2023年工业机器人保有量大约是180万台, 其安装量占全球总量的比例为51%。伴随具身智能技术持续不断地发展, 这一数字有希望继续实现增长。
让机器人拥有“智慧大脑”和“灵活身躯”
具身智能机器人, 在工业制造里能发挥重要作用, 这离不开背后一系列先进技术的支撑, 是这样的情况。
北京航空航天大学机器人研究所的教授王田苗表明, 具身智能的关键之处在于, 使机器人拥有感知的能力, 能够进行决策, 还具备行动的能力, 类似人类那样可以跟周围的环境展开交互, 并且依据不同的任务需求给出相应的反应。
在用于感知的层面, 具身智能机器人装备有好些先进的传感器, 像视觉传感器、力传感器以及触觉传感器等, 这些处于机器人身上宛如其“五官”一般的传感器, 可在这一情况下实时获取周边环境的相关信息。就拿因时机器人的仿人五指灵巧手来说, 在2024年8月这个时间节点, 因时机器人于世界机器人大会上展示出了集成触觉传感器模块的FTP系列仿人五指灵巧手。此类灵巧手部, 于其表面集成若干触觉传感器模块, 数量处于5至17个范围, 分布到指尖、指腹以及手掌这些部位, 再联合电缸内部所安置的力传感器, 能够在任何时候获取五指承受力的各类状况以及各个接触表面形成的触觉相关信息, 进而对抓握动作加以更为完善的优化, 达成操作精细程度的提升。
于决策层面而言, 大语言模型以及深度学习算法给机器人赋予了称作“智慧大脑”的东西。大语言模型具备理解人类自然语言指令的能力, 且能将该指令转变成机器人可执行的任务，深度学习算法能够促使机器人借助大量数据展开学习, 经此持续优化其自身决策能力, 由此提升任务执行的准确性与效率。当机器人接收到这样一条指令, 即“把零件A安装到零件B上”时, 大语言模型会针对该指令展开解析, 而后深度学习算法会依据之前所学习到的知识以及经验, 规划出最佳的操作路径, 还会规划出最佳的动作序列, 以此来指导机器人完成任务。
于行动层面而言, 机器人的机械结构是相当关键的, 其驱动系统亦是极为重要的。举例来说, 像睿尔曼智能科技, 从底层核心零部件着手开展设计开发工作, 成功解决了传统机械臂制造成本颇高的问题, 还解决了传统机械臂重量较大的问题, 亦解决了传统机械臂稳定性较差的问题, 进而打造出了超轻量仿人机械臂, 此机械臂具备高负载自重比, 并且其核心零部件全部是自行生产自行研制的, 能够在高负载情况下进行稳定运动, 也能在高速度情况下处于稳定状态, 同时具有低噪音的特性, 还具备长寿命的优点。
具备多模态交互办法的技术, 属于具身智能机器人的关键性技术门类行列, 其作用显著。借由把语音、手势以及表情等一系列交互办法做以有机融合, 那么机器人便能够在理解人类意图这一方面, 达成比较出色的表现, 并得以同人类开展更为自然且更为高效的沟通协作活动。于某些工业场景区域之内, 依据能够采用语音指令以及手势操作的举措, 工人借助远程的方式去操控具身智能机器人用于达成复杂多项的任务, 这样的做法极大程度提升了工作所附有的灵活性以及便捷属性。
潜力巨大，但机遇与挑战并存
处于工业制造范畴之内, 具身智能机器人的运用会致使生产效率得以提高, 让成本实现降低, 还可促使产品质量获得改善, 这样子的优势把众多企业的兴致给吸引住了, 使得它们纷纷进行关注并且投入进去。
具身智能机器人给工业制造带来了新的变革机遇, 特别是在一些对精度、效率以及灵活性有着较高要求的生产环节, 其应用前景极为宽广。中关村机器人产业创新发展联盟的秘书长宋晓刚说道, 当下, 不只是科技企业之内, 许多传统制造业的企业也都已然开始踊跃着去布局具身智能机器人的领域, 加大了研发投入以及应用推广的力度。
然而, 具身智能机器人于工业制造领域的发展, 也存在众多所面临的挑战, 首先是技术层面的挑战, 虽说具身智能技术有了显著的进展, 可是在一些关键技术方面, 仍旧需要去突破, 比如, 怎样进一步提升机器人在复杂工业环境下的感知精度以及决策能力, 以此确保其在面对突发状况的时候, 能够做出精准、及时的反应, 又比如, 如何达成机器人与人类的无缝协作, 从而保障生产过程的安全性与可靠性等。
紧接着是成本相关问题, 当下具身智能机器人的研发成本较高, 其生产成本同样不低, 这在某种程度上对其大规模应用形成了限制。“一台具备较好性能的具身智能机器人大致售价可能会达到数十万甚至上百万元之多, 针对一些中小企业而言, 购买以及使用成本颇为高昂。”北京昌平区一家专门从事机器人业务的企业负责人坦率表示, “若想要促使具身智能机器人在工业制造领域实现广泛覆盖, 将成本降低是最为关键有效的举措。”。
当国际市场上一只灵巧手普遍售价达百万元之际, 因时机器人却能将灵巧手价格控制在5万元以内。在蔡颖鹏的观点里, 国内机器人于硬件层面已展现出极为显著的成本优势, 零部件规模化量产成本必然还会逐次降低, 这亦是众多海外机器人企业钟情于中国供应链的关键缘由, 成本降低固然重要, 然而国内企业还应当在产品实现快速迭代以提升性能之时, 于确保批量产品的一致性、稳定性方面发力, 而非在价格上过度卷入竞争。
对具身智能机器人在工业制造领域应用前景, 蔡颖鹏是极为乐观的。他觉得, 工业制造领域规模巨大, 只要可以切实解决实际问题, 而且成本在可控范围内, 就能达成批量应用。经过工业场景的应用以及检验, 具身智能机器人的品质、成本控制还有产业链会趋向成熟。
不容忽视的问题还有数据安全以及隐私保护, 在工业制造进程当中, 机器人会去收集并且处理大量的企业生产数据, 这些数据关联着企业的核心机密以及商业利益, 怎样去确保数据实现安全传输、存储以及使用, 避免数据出现泄露以及被恶意利用的情况, 这是企业在应用具身智能机器人的时候必须要面对的挑战。
产学研用协同创新，推动产业高质量发展
怎样在面对挑战时实现破局呢, 业内专家大多都觉得, 产学研用协同创新乃是促使具身智能机器人产业于工业制造领域当中达成高质量发展的关键途径。
高校和科研机构, 在科研这一方面, 要加大针对具身智能关键技术的研发投入力度, 加强基础研究以及应用研究, 以此为产业发展供给稳固的技术支撑。与此同时, 需建立产学研合作平台, 促使科研成果能够得到转化与应用, 加快技术创新跟产业发展的深度融合进程。
对于产业应用这块, 企业要积极去探寻具身智能机器人用于工业制造之时的创新应用形式, 结合本身的生产需要；接着开展试点项目还有示范应用。借由实际应用的过程, 持续优化机器人的性能以及功能, 提升其于工业场景里的适用程度与可靠性；与此同时, 增强产业链上边、下边企业相互之间的合作, 一块儿打造完备的产业生态, 促使具身智能机器人产业达成规模化发展。
政府同样应当施展引导以及支持的功用, 发布相关的政策法规, 增大针对具身智能机器人产业的扶持幅度。于资金给到的支持、税收方面的优惠、人才的培育等层面予以政策上的偏向, 为产业的向前发展营造不错的政策环境。并且, 强化行业标准的拟定以及规范, 引领产业向着健康且有序的方向发展。
宋晓刚表示, 具身智能机器人于工业制造领域的发展前景是广阔的, 不过要达成这一目标, 需产学研用各方一块儿付出努力, 只有借由协同创新, 攻克技术难题, 削减成本, 完善产业生态, 方可让具身智能机器人切实成为工业制造领域的“得力助手”, 促使我国制造业朝着高端化、智能化、绿色化迈进。
