文｜彭晴
再過一個月，黑天鵝亂飛的2020即將畫上句號，新冠疫情、中美關(guān)系惡化、逆全球化趨勢以及各種制裁與打壓，在這個捉摸不定、充滿變數(shù)的年份里，中國移動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了短暫的陣痛而后逐漸走向復(fù)蘇甚至引來了新一輪的機(jī)遇
新時期新機(jī)遇，更多的應(yīng)用行業(yè)更廣闊的應(yīng)用場景，移動機(jī)器人的廣度和深度正在不斷擴(kuò)展，也對技術(shù)迭代更新提出了更多樣的要求。未來，什么樣的移動機(jī)器人才是真正符合新時代發(fā)展需求的產(chǎn)品，企業(yè)又該朝著怎樣的方向去探索？對此，中國移動機(jī)器人（AGV）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主席張雷發(fā)表了一些自己的看法。
中國移動機(jī)器人（AGV）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主席、新松機(jī)器人自動化股份有限公司副總裁、移動機(jī)器人BG總裁 張雷
多元化的技術(shù)發(fā)展需求
從傳統(tǒng)制造業(yè)，到電商倉儲帶來的移動機(jī)器人應(yīng)用熱潮，再到更廣闊的制造領(lǐng)域，張雷認(rèn)為，移動機(jī)器人已經(jīng)成為現(xiàn)化化制造業(yè)的一個重要組成部分，在未來的工業(yè)4.0體系中，移動機(jī)器人將起到不可替代的作用，而未來對于移動機(jī)器人技術(shù)的需求一定是多元化的，具體可以歸結(jié)為以下幾大類：
高效、迅捷。作為現(xiàn)代化制造業(yè)的一個重要組成部分，移動機(jī)器人需要高效、迅捷地完成相關(guān)的運(yùn)輸及裝配任務(wù)，同時現(xiàn)代化的制造業(yè)對移動機(jī)器人系統(tǒng)也有著更高的要求，包括更標(biāo)準(zhǔn)化的接口方式，更高的安全性，先進(jìn)的測試方法，可維護(hù)性及擴(kuò)展性及訂制化編程能力等。
智能、靈活。只有具備了智能、靈活的導(dǎo)航和規(guī)劃能力，移動機(jī)器人才能進(jìn)入到更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用場景之中。張雷提到，由于應(yīng)用場景大大增加，因此需要開發(fā)出具有高度通用性的自然導(dǎo)航技術(shù)，以便適應(yīng)眾多不同場景的需要，而隨著自然導(dǎo)航和SLAM技術(shù)的發(fā)展和成熟，大量潛在的應(yīng)用需求也將被激活成為現(xiàn)實(shí)。
方便、實(shí)用。張雷提到，只有當(dāng)移動機(jī)器人的布署、使用、調(diào)整和維護(hù)變得更加人性化和簡單化，移動機(jī)器人才會加快進(jìn)入普及應(yīng)用的時代。“隨著自然導(dǎo)航技術(shù)的成熟，系統(tǒng)部署將由“工程化實(shí)施”向“產(chǎn)品化布署”方向轉(zhuǎn)換，部分標(biāo)準(zhǔn)化程序較高的產(chǎn)品將可實(shí)現(xiàn)“用戶自行布署”。用戶自身將在應(yīng)用中發(fā)揮更多作用，許多調(diào)整和維護(hù)工作將交由用戶自行完成。”
安全、可靠。隨著移動機(jī)器人應(yīng)用的擴(kuò)展和深入，對移動機(jī)器人的安全性、可靠性的要求將進(jìn)一步提高。
Life-long SLAM技術(shù)將走向應(yīng)用
不管是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的高效迅捷還是智能靈活，導(dǎo)航技術(shù)都是核心。而關(guān)于移動機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)未來的發(fā)展，張雷也談了他的看法。
目前來說，2D視覺和2D激光導(dǎo)航在移動機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，但3D視覺和3D激光導(dǎo)航目前還處于發(fā)展階段。
關(guān)于3D視覺，張雷提到，目前基于特征點(diǎn)法的3D視覺導(dǎo)航技術(shù)最早得到應(yīng)用，技術(shù)相對成熟。在光照條件比較好的情況下，已能夠在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自動導(dǎo)航運(yùn)行，而基于直接法和語義法的3D視覺導(dǎo)航還處于研究發(fā)展階段，“未來通過使用多目/廣角攝像頭增大視野范圍，以便可以利用更多的自然環(huán)境特征，同時通過全局優(yōu)化和回環(huán)處理，改善3D建模的質(zhì)量，提高導(dǎo)航和定位精度是視覺導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展的方向。”
而對于3D激光導(dǎo)航的發(fā)展，張雷認(rèn)為，3D激光導(dǎo)航一定程度上克服了2D激光導(dǎo)航的缺點(diǎn)，能適應(yīng)不滿足”垂直一致性”的各種場景，不再依賴于單一高度處的環(huán)境情況，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的能力顯著增強(qiáng)，同時對地面不平整的情況也能更好地處理，“但相對2D激光導(dǎo)航成本更高，不僅3D激光掃描器增加了成本，相關(guān)的計算也更加復(fù)雜，需要使用更高性能的計算部件，此外對于一些特殊場景，仍然無法得到滿意的應(yīng)用效果，這些都是未來需要突破的方向?！?br style="word-break: break-all; box-sizing: border-box;" />
張雷提到，動態(tài)環(huán)境是移動機(jī)器人自然導(dǎo)航所面對的主要困難之一，動態(tài)環(huán)境中既包含行人、車輛等高頻運(yùn)動的物體，也可能包含一些緩慢/低頻移動的物體，如移動的生產(chǎn)線等。而要有效克服動態(tài)環(huán)境的困難，張雷認(rèn)為，未來Life-long SLAM技術(shù)將走向應(yīng)用?！癓ife-long SLAM是指在一個全生命周期SLAM應(yīng)用中，需要在整個使用過程中啟用對環(huán)境模型的自動修改和更新，這對SLAM技術(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性提出了很大的挑戰(zhàn)，該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)展移動機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，為在眾多動態(tài)環(huán)境場景中使用移動機(jī)器人打下基礎(chǔ)?！?br style="word-break: break-all; box-sizing: border-box;" />
SLAM技術(shù)是實(shí)現(xiàn)移動機(jī)器人自主導(dǎo)航的核心，但伴隨著slam技術(shù)的應(yīng)用，對于移動機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)也提出了更高的要求。
張雷提到，在傳統(tǒng)的AGV系統(tǒng)中，運(yùn)行路線事先完全確定，降低了調(diào)度系統(tǒng)的管理難度。在AMR時代，以SLAM方式工作的機(jī)器人仍然需要有高效的管理調(diào)度方案，否則系統(tǒng)效率將無法得到保證。“未來，需要發(fā)展出基于系統(tǒng)運(yùn)輸任務(wù)和流量數(shù)據(jù)的調(diào)度管理系統(tǒng)，以便真正為迎接SLAM時代的到來做好準(zhǔn)備。”
除了機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)與調(diào)度系統(tǒng)外，張雷還提到，未來移動機(jī)器人技術(shù)將與人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)加速融合，從而創(chuàng)造出新的技術(shù)、產(chǎn)品和應(yīng)用模式。
