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纽约机械人展聚焦科技应用

有迹象显示,机械人产业渐趋成熟。在纽约机械人产业全球高峰论坛暨展览会(RoboUniverse Expo),参展商比较关注现有技术的商业应用,多于展示最新理论及研究成果。

照片:机械人负责生产,可以避免劳资纠纷?
机械人负责生产,可以避免劳资纠纷?
照片:机械人负责生产,可以避免劳资纠纷?
机械人负责生产,可以避免劳资纠纷?

目前,工业应用、自动导向轮椅、无人驾驶飞机、传感能力及精密程度是机械人产业的主要范畴,这些发展方向亦成为今届纽约RoboUniverse展览会的主调。

机械人和无人飞机的电脑处理能力日强,机械部件成本渐降,性能日益卓越,重量也大大减轻。未来,机械人性能的重大突破,应与借助半自动装置侦察周边环境(特别是与人类共处时)并确定移动路径的方式有关。连通性与传感功能息息相关,目前智能装置、网络甚至不少城市都通过物联网共享信息。

与其他行业一样,机械人产业一直面对降本增效的压力。今年RoboUniverse展览会上,有一家参展商首次展出取放式(pick and place)工业用机械人,声称其产品售价远低于任何一个竞争对手。

展出该款机械人的是丹麦机械人技术公司BlueWorkforce。公司创办人兼总裁Preben Hjørnet对公司的最新发明满怀信心,表示已成功地大幅降低成本及复杂程度。据称,包括机械臂和3D感知装置在内的整套装置造价为15,000美元,而目前业内平均成本约为 150,000至200,000美元。

Hjørnet认为,取放机械的成本门槛之所以能够显著下调,有赖研发方式的转变。他解释新的开发理念:「我们的数据库载录了160万种取放循环。我们首先把这些动作汇集起来,再制订一套优化演算法,即逆向计算法。我们的做法是从需要出发,而非着眼于解决方案。」

过去,部分市场无法负担自动化取放机械的高昂售价,不得不倚赖廉价劳动力。因此,若取放机械入门价格下调,便能打开相关市场。Hjørnet强调,降低门槛可以带来很多好处:「我非常关心循环利用。物料回收虽是薄利行业,但由于目前社会浪费问题严重,因此我们必须推广循环利用。目前,我们的取放机械已经可以分拣出PET胶樽、金属罐及电脑和电子产品中的稀土材料。」

Hjørnet说:「虽然自动取放作业的活动部件成本逐步下降,不过用于检测和分辨不同回收材料的设备造价依然昂贵。目前可以采用的技术有高光谱成像摄像镜头,但成本极高。这是一个瓶颈,如果采用的摄像镜头太贵,商业效益便会减弱。」

今年有不少传感器制造商参展,反映出传感器对机械人技术发展日益重要,既可用于生产线监控,亦可用于无人飞机或其他自主导航机械人系统。

奥地利公司AMS便是其中一家参展的传感器制造商。公司产品经理Rudolf Pilcher认为,未来业界对导航传感技术的需求必定会越来越大。他表示:「客户都在寻找可以令机械人自主导航的解决方案,特别是空间传感技术。我们正在研究公司的技术组合,考虑最佳解决方法。此外,消费者与汽车产业的需求量最多,因此亦成为我们最感兴趣的市场。」

来自魁北克省的Leddar Tech公司同样留意到市场对传感技术的需求日益增长。该公司主力生产的测距激光雷达传感器,是一种适用于机械人的光脉冲雷达系统。公司应用工程师Pier-Oliver Hamel亦认为汽车产业是首要市场,对自动防撞技术的需求最大。他表示:「我们预计今后数年汽车行业将成为最大的收入来源。」

照片:5D Robotics展出自动导向轮椅。
5D Robotics展出自动导向轮椅。
照片:5D Robotics展出自动导向轮椅。
5D Robotics展出自动导向轮椅。
照片:BlueWorkforce大大降低取放机器的成本。
BlueWorkforce大大降低取放机器的成本。
照片:BlueWorkforce大大降低取放机器的成本。
BlueWorkforce大大降低取放机器的成本。

Hamel续说:「两年前,我们与全球汽车零件供应商法雷奥(Valeo)签订协议,取得双方共同开发的一款订制芯片的生产许可。这款产品糅合了两家公司的技术强项,包括我公司的光检测器,将由法雷奥负责推广至整个汽车行业。」

Hamel认为,传感器目前被广泛应用在对安全性能要求较高的技术应用和无人航拍机上,令行业重点出现转变。他表示:「目前的重点研究方向是令设备更廉宜、轻量、小型及减少耗电量,同时亦要令装置更可靠、符合更严格的安全标准。越来越多客户提出防撞要求。」

Hamel指出:「数年前,传感器仍无法确保无人飞机百分百防撞。但现在,我们已经逐步接近这一目标,这项技术可以成为现实。」

随着传感器的应用日益普及,系统整合对成功实施物联网协议也越来越重要。过往多年,各类监控系统并无明确发展方向,导致不同设备之间难以实现「交流」。

科罗拉多州的Twinoaks Computing提出一项可行方案,即利用「中介软体」(middleware)来促进不同电脑系统之间的交流。公司市场营销统筹员Laura M Clark解释了这一概念:「中介软体架设于操作系统之上,充当应用程式的数据分配工具。许多公司使用传感器,但不知道传感器之间需要沟通,目前我们正与这一类公司接触。」

展会上另一款惹人注目的产品,是加州公司5D Robotics最新发明的自主导航轮椅。自主导航轮椅配置了多个导向系统,当中亦用到节点技术。

公司市场营销总监Phil Mann介绍该项新发明的优势:「我们加入了各类数据采集方式,包括全球定位系统,精确度可以达到3至6米;亦加入激光雷达技术,适用于近距离探测,惟在雨天无法工作。另外,我们还装设了5D传感器,即以超宽频无线电作为传感器。因此,我们的定位可以精确到2至5厘米。」

对于希望实现仓库及堆场设备自动化移动的客户而言,这款系统极具吸引力。有关该系统至今的订购量,Mann表示:「我们可以公开的第一个客户是United Rentals,一间专营工业设备出租业务的公司。」

他解释:「我们在系统中加入5D传感器,又在约12,000平方米的设备停放场安设定位节点。实际上,那相当于一个智能城市的缩影。现在,铲车都按照虚拟轨道路径移动,从停放处驶上设定路径,然后再驶上货车。之后货车会把这些设备运到客户那处。完成任务后,铲车可以自行驶回原处。」

除了简化导航、传感及操控程序,部分参展商亦展出简化版机械人推进器。Transcend Robotics(总部设于华盛顿)发明的Arti履带式爬梯机是当中的佼佼者。

公司营运及业务发展经理Michael Purk表示:「我们大多数业务都与采矿、远距临场系统及电脑数控制造机器有关。举例来说,企业可能开发了机械臂的相关硬件和软件,但未必有办法令机械移动起来。如果把我们的系统与机械结合,90天内就可以把产品推出市面。」

展会上不少人认同,重视实用性才是成功之道,胜过研发突破性科技。Asimov Ventures是纽约一家以投资科技初创企业为目标的风险投资公司。公司联合创办人John Meckler强调:「依照目前形势,技术必须投入应用才算得上真正成功。善用现有技术而非发明新技术,是目前业界追求的目标。」

照片:Transcend Robotics的自动爬梯机器。
Transcend Robotics的自动爬梯机器。
照片:Transcend Robotics的自动爬梯机器。
Transcend Robotics的自动爬梯机器。

2016年机械人产业全球高峰论坛暨展览会于4月11至12日在纽约Jacob K Javits会议中心举行,吸引来自北美及其他地区约8,000名业者参与。

特约记者 James O’Donnell 纽约报道

资料提供 图片:香港贸发局经贸研究
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