作者:韩峰涛(毕业于浙江大学,珞石机器人联合创始人)

链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/22376658
来源:知乎


为了准确定义协作机器人,先看两个名词。


协作区域(Collaborative Workspace)

指机器人和人类可以同时工作的区域,以下是ISO 10218-2中的定义:

workspace within the safeguarded space where the robot and a human can perform tasks simultaneously.



协作机器人(Collaborative Robot)

指被设计成可以在协作区域内与人直接进行交互的机器人,以下是ISO 10218-2中的定义:

robot designed for direct interaction with a human within a defined collaborative workspace


前面已经说过,中小企业SMEs是协作机器人的非常重要的客户群,而协作机器人的兴起也与SMEs密不可分。


SME Project :http://www.smerobot.org/index.php


在2005年,开始于2005年,由EU FP6(Framework Programme 6)项目资助,参与的企业包括ABB、KUKA、Reis、Comau、Güdel 等,其目的是寻找防止劳动力离岸(offshore)输出到低劳动成本国家的方法。其主要的论点是,如果通过机器人技术增强SMEs的劳动力水平,降低成本,提高竞争力,就可以避免劳动力外包的情况(将工作机会留在国内)。因此,协作机器人(co-bots)最初的市场就是中小企业(SMEs)。


同年Esben Østergaard, Kasper Støy 和 Kristian Kassow在南丹麦大学一起做研究时创办了Universal Robot,现在的CEO Esben Østergaard当时是南丹麦大学的助理教授,三个人发现了中小企业对机器人的新需求(也与当时丹麦政府主导的一项机器人计划有关),并在2009年推出了第一款协作机器人UR5。


在UR5之前的绝大多数协作机器人都是在传统机器人的基础上改造的,UR5是第一个从产品设计伊始就以协作机器人的要求进行开发的机器人。


之后不久(2008)年,Rodney Brooks创办了Rethink,其最初的目的也是为了帮助美国本土的SMEs提高生产效率,降低成本,减少离岸外包。最初推出的双臂Baxter并不是很成功,慢慢开始落后于UR,去年秋天推出了新款的单臂Sawyer机器人,市场接受度如何还有待观察。


在UR和Rethink之后,成长出一大批新创立的协作机器人公司,市场上的协作产品也越来越多,协作机器人的概念开始慢慢被大家所认识和接受。


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协作机器人与传统机器人有什么不同?


本质上讲,协作机器人与传统机器人之间并没有非常大的不同,只是基于不同的设计理念生产的工业机器人产品,在协作机器人发展初期,很多都是从传统机器人的基础上改造的。


如果非要找不同,第一个不同是这两种机器人所面向的目标市场不一样,这个前面已经解释过,不再赘述。


第二个不同点是二者替代的对象不一样。以传统机器人为主的自动化改造是用生产线代替生产线,机器人做为整个生产线中的组成部分,很难单独拿出来,如果某个环节的机器人坏了,在没有设计备份的情况下,整个产线可能要停工。而协作机器人的独立性很强,它代替的是单独的人,二者之间可以互换,一个协作机器人坏了,挪开找个人代替就好了,整个生产流程的灵活性非常高。


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讲了这么多全是说优点,既然协作机器人这么好,那是不是可以取代传统机器人了?


当然不是,协作机器人只是整个工业机器人产业链中一个非常重要的细分类别,有它独特的优势,但缺点也很明显:


  • 为了控制力和碰撞能力,协作机器人的运行速度比较慢,通常只有传统机器人的三分之一到二分之一;

  • 为了减少机器人运动时的动能,协作机器人一般重量比较轻,结构相对简单,这就造成整个机器人的刚性不足,定位精度相比传统机器人差1个数量级;

  • 低自重,低能量的要求,导致协作机器人体型都很小,负载一般在10kg以下,工作范围只与人的手臂相当,很多场合无法使用;


借用Rethink Baxter的一句宣传语,协作机器人的目标应用场合可以概括为:


Human class,human-scale task in a human environment.


协作机器人最终将变成一个过渡概念,随着技术的发展,未来所有的机器人都应该具备与人类一起安全的协同工作的特性。


本质安全应该是理想机器人的必备且基础的特征。


就像我们现在不再区分黑白电视和彩色电视而统称为电视,不再区分功能机和智能机而统称为手机,未来所有的机器人也将不再区分协作与非协作,而统称为机器人。


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