规模156亿元!复合机器人为何成为研究大热门?解析未来发展机遇和挑战

制造小分队 2023-12-14
2588 字丨阅读本文需 7 分钟

复合机器人是机器人技术的重要发展方向之一,它通过将不同类型的机器人进行组合,具备了“手、脚、眼、脑”等功能,可以适应更加精细、复杂的任务操作。在制造业中,工业复合机器人的应用前景非常广阔,它不仅可以提高生产效率,降低生产成本,而且还可以解决劳动力密集度高、工作环境危险等问题。随着科技的不断进步和制造业的发展,工业复合机器人的应用前景变得愈发广阔,为制造业带来了新的机遇和挑战。

近年来,智能复合机器人在工业自动化领域的应用呈现出蓬勃发展的势头。以人工智能技术为核心,通过整合各类机器人技术,智能复合机器人正逐渐改变传统工业生产模式,为企业提供更高效、更灵活的解决方案。

研发和产业化前景愈发明朗

所谓复合机器人,集成能力是其核心。其本质上是一种集成了多种功能的机器人平台,属于机器人技术的一个重要分支,往往包括移动底盘、机械手臂以及激光雷达等组件,核心是结合不同类型的机器人技术和功能,实现更复杂、多样化任务的机器人系统。随着智能制造的迅猛发展,复合机器人正以其多功能性和灵活性展现出强劲的发展势头,已经开始在工业、医疗、农业等领域中崭露头角。

模块化则是复合机器人未来的典型趋势之一,加速了机器人的研究。无论是2017年ScienceDirect上的那篇《A review on modular and reconfigurable robots》,还是2018年的《Evolution of modular robot configurations for efficient locomotion》,都很好地揭示了复合机器人灵活性和可扩展性的特点。多项研究证明,模块化的机器人设计可以更容易地进行定制和扩展,通过组合不同的模块,可以快速地创建出适应特定任务的机器人,这会大大提高了机器人的灵活性和适应性。

就实际产业价值而言,目前许多企业开发的复合机器人,在非标准化场景中无疑具有很大的应用潜力。源于个性化柔性化生产制造的需求日益迫切,在例如医疗、美妆、3C电子产品等传统制造业的零部件组装环节中,复合机器人不仅可以更灵活用于工件的搬运和装卸等作业,以此来满足工作车间内全自动化的柔性生产需求,还可以在例如在子阵模块维修这些场景中有较好的表现,从而使得更容易定制化的复合机器人是未来智慧工厂的重要发展趋势。

复合机器人的场景通用性更强。由于模块化的设计鼓励用户进行创新和定制,用户可以根据自己的需求和想法,自由地组合和修改机器人的模块,更方便创造出独特的应用场景和解决方案。目前,随着工业4.0的不断深化,工业领域的机器人正在从第三阶段迈向第四阶段,企业需要解决柔性生产的难题,这使得近年来,许多企业和科研机构都希望在复合机器人的程序上进行二次开发,从而使其更加适应不同的生产场景,以满足不同应用场景的需求,这也反映了模块化技术在未来的实际可行性。

随着技术的不断发展,新的模块和功能不断涌现,模块化的设计还使得机器人在功能和性能上可以方便地进行扩展,以适应新的应用需求和技术趋势。不仅如此,通过模块化的设计,整体而言还可以降低机器人的制造成本,尤其对于研究者而言,这相当于省去了不少非必要模块,也便于生产商大规模地生产和分销标准化模块,从而利用规模经济效应降低单位公摊成本。

复合机器人敲开更多行业大门

尽管复合机器人落地应用时间并不长,但相关技术研究其实从很早就开始了。

早在1984年,德国MORO开发了这种复合机器人系统,由于受当时人工智能技术的局限,这种机器人只是做一些简单的搬运。1994 年 Yamamoto and Yun 用操作度准则确定机械臂的理想构形,但没有将移动机械臂作为一个整体来考虑,1999年,他们研究了移动机械臂的平台与机械臂间的协调问题,但是对移动机械手移动性和操作性之间的关系没有揭示。

在2006年之后,随着计算机视觉、激光传感器和机器学习应用技术的成熟,使它增加了很多的活力,各种公司推出了很多复合机器人。比较典型的是库卡发布Youbot复合机器人-移动机械臂机器人。之后复合机器人集成了很多的技术变得更加聪明,如美国的PR2机器人。

国内首台商业化复合机器人产品在2015年推出,但一些高校及研究机构对复合机器人的研究在这之前就已经展开。孵化于西安交大的移动机器人企业优艾智合,其核心创始团队早在在校期间就开始探索复合机器人技术与应用。

在3C电子、半导体、医疗、日化品、机加工等行业的特定应用场景中,AGV+各类机械臂的组合得以成熟应用,其中,机械臂包含了多关节机器人、直角坐标机器人、SCARA机器人及协作机器人等,相对而言,AGV+协作机器人(也称之为复合机器人)更为精细化,能够适用更复杂、高精度的环境,备受市场关注。

此外,AGV+协作机器人也可快速布局于自动化工厂、仓储分拣、自动化货物超市等诸多场景,为物料的自动搬运、物品的上下料,以及物料的分拣提供自动化、柔性化的作业支持。

近年来随着物联网、AI、5G等技术的飞速发展,AGV的应用场景日益广泛,市场潜力逐步显现。根据国家统计局的数据分析与预测,2019年我国移动机器人产量达到29559台,同比增长15.05%,中国移动机器人的市场呈现一个快速增长的趋势,预计在2026年将达到156亿元的规模。

为制造业带来新的机遇和挑战

复合机器人是机器人技术的重要发展方向之一,它通过将不同类型的机器人进行组合,具备了“手、脚、眼、脑”等功能,可以适应更加精细、复杂的任务操作。在制造业中,工业复合机器人的应用前景非常广阔,它不仅可以提高生产效率,降低生产成本,而且还可以解决劳动力密集度高、工作环境危险等问题。随着科技的不断进步和制造业的发展,工业复合机器人的应用前景变得愈发广阔,为制造业带来了新的机遇和挑战。

传统的生产线往往需要大量的人力和时间来完成各种工序,而工业复合机器人可以通过自动化和智能化的方式,快速、精确地完成各种任务,大大提高了生产效率。同时,机器人的操作准确无误,可以避免人为因素对产品质量的影响,提高了产品的一致性和稳定性。

传统的生产方式需要大量的人力和资源投入,而且存在一定的安全风险。而工业复合机器人可以代替人工完成一些繁重、危险或高风险的工作,减少了人力成本和风险,降低了生产成本。机器人具有高度的灵活性和可编程性,可以根据不同的需求进行调整和优化,实现个性化生产。同时,机器人还可以通过数据分析和智能算法,提供更多的生产信息和决策支持,帮助企业做出更准确的决策,提升竞争力。

然而,工业复合机器人的应用也面临一些挑战。首先是技术挑战,包括机器人的智能化程度、操作的灵活性和适应性等方面的提升。其次是人机协作的挑战,机器人与人类的协作需要解决安全性、沟通和协调等问题。最后是社会接受度的挑战,机器人的广泛应用需要得到社会的认可和支持。

工业复合机器人的应用前景广阔,为制造业带来了新的机遇和挑战。通过提高生产效率和质量、降低成本和风险、提升创新能力和竞争力,工业复合机器人将成为制造业转型升级的重要推动力量。然而,要实现机器人的广泛应用,还需要克服技术、人机协作和社会接受度等方面的挑战。只有在技术、政策和社会各方面的共同努力下,工业复合机器人才能真正发挥其巨大的潜力,为制造业带来更大的发展机遇。

文章来源: 机器人大讲堂,富唯智能,启迪之星,新战略移动机器人,机器人那些事

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