近年來,機器人的發展及應用使得高可靠性和高精度的柔性機器人末端的需求也越來越多。現有的末端執行器并不能完全滿足多樣化的場景需求,靈巧手的售價太高不適合工業領域應用。機器人抓取系統廣泛應用在產品裝配、倉儲物流、檢測等領域,因此對機器人末端的靈活度、精確度、柔性有更高的要求。如在大部分電子產品裝配還都以人力為主,工廠的裝配線分布在勞動力成本比較低的亞洲國家。隨著用工成本的增加,人力成本已經在這些國家不再占據優勢,更靈活可靠的機器人級自動化系統已經成為解決問題的關鍵。機器人末端執行器的柔性是整個機器人系統應用的技術瓶頸之一。

根據Global Market Insights.Inc研究報告顯示,機器人末端執行器市場的收入在2018年超過25億美元,預計到2025年將達到65億美元,到2030年將超過100億美元的市場。2019年至2025年期間,年增長率達14%。全球每年消耗的夾爪數量超過3000萬個,并且全球前15強的末端執行器廠商無一中國企業。
2021年4月知行機器人加入阿里云加速器,作為阿里云加速器“智能制造”賽道的代表企業,與阿里云達成共識后,快速展開了上云用云合作,并作為案例企業入選阿里云加速器《2022機器人產業圖譜及云上發展報告》,受邀參展2022年云棲大會。
知行機器人雖處于初創型企業,但是處于機器人及人工智能這一興新產業,在未來五年,公司致力于為智能制造領域提供“靈活、可靠、安全、智能的機器人系統解決方案”,解決智能抓取系統中靈活末端執行器、精確控制及通用智能算法等核心技術問題,開發出具有市場競爭力及成本優勢的智能裝備。通過對細分行業的生產自動化及倉儲自動化,創新運營實現顛覆性發展。
知行機器人堅持持續的自主創新,全面提高公司團隊的研發能力和技術水平,集中精力做好企業產品的研發和生產,并結合工程應用和市場需求,力爭建設機器人手領域的世界級的研發中心和生產基地,打造機器人領域的領軍團隊,推進新產品開發和技術創新,成為世界一流的智能抓取產品供應商和系統解決方案提供商。
一、柔性機器人末端及智能抓取系統,實現制造領域生產及流通自動化
中國于2015年印發《中國制造2025》,提出智能化制造目標,并于其后出臺了《“十四五”機器人產業發展規劃》等一系列針對制造業的扶持政策,尤其指出要推動工業機器人及其相關行業的發展,鼓勵制造業向自動化轉型升級。
制造業自動化轉型是推動工業機器人行業發展的最大動力,在市場和政策的助力下,未來很長一段時間內機器人行業都將會有持續的增長,而復產復工讓汽車行業、3C電子、新能源鋰電等行業的需求恢復,也給了機器人行業更多的發展空間,盡管從短期來看,疫情大環境下機器人行業還是免不得會受到影響,但從長遠看,這一成長型行業的發展潛力依然可觀。
知行機器人旨在研發柔性機器人末端執行器及智能抓取系統,并將其應用于制造領域生產及流通自動化,如3C、半導體、鋰電、新能源、汽車電子等的裝配、檢測、上下料、搬運、分揀等領域,提高機器人靈活操作力,降低生產和裝配勞動強度,克服工廠面臨人員短缺等問題,提高各領域的生產效率。知行機器人創始人白國超表示:“不管是流通性物流還是生產性物流,由智能機器人替代人工作業,進行高效拆零出庫,逐漸成為趨勢。知行機器人集合先進的AI+3D視覺識別技術,機器人運動規劃及自動標定技術系統性解決行業痛難點。”

倉儲(箱子拆垛)
據了解,知行機器人創始人來自海歸博士,帝國理工博士后,而其核心研發團隊來自帝國理工、交大、哈工大、復旦大學、東南大學、蘇州大學等,為其在工業自動化裝備發展空間的拓展中,提供了廣闊且扎實的技術、產品、和研發基礎。
二、工業生產正在由粗糙走向精細,末端執行器市場的廣闊藍海已經清晰可見
智能末端執行器可應用于工業裝配、上下料、倉儲搬運、物流分揀等領域,不僅節約了投資成本、用工成本,降低生產和裝配勞動強度,克服工廠面臨人員短缺等問題,還能提高各領域的生產效率,滿足多樣化的生產需求,促進智能制造領域技術更新、產業升級。
隨著多樣化生產需求的擴大,工業生產線也越來越繁雜,對于大型重力物體的抓取來說,具有通用特性同時又擁有大負載抓取能力的末端工具是工業生產制造急需的產品。
知行系統化、標準化的自適應末端執行器通過創新機構設計實現自適應物體形狀,通過精確力控實現自適應抓取力;同時,多傳感器融合實現自適應物體位置,其優點是,輕、中、重載全系列,標準協議接口,即插即用,精確位置、速度、力控制。
公司現已開發的大負載電動機器手包括60kg級三指重型模塊手和120kg級六指重型模塊手,負載能力強,能夠根據客戶需求調整夾持力,實現對不同形狀和尺寸產品的平穩抓取。模塊化設計三指、六指獨立驅動可對不同形狀和尺寸的物體進行自適應精確抓取,具有更高的智能性和靈活性,提升了知行機器人手在各種應用場景的使用效率。

如今,知行機器人自主研發的大負載電動機器手,能夠解決物流、工業等領域重型物體的抓取需求。而大負載電動機器手在釀酒行業已實現項目落地,用于倉庫內部的拆垛碼垛環節,產品已平穩運行,并在同行業進行廣泛推廣,受到多家企業的認可與好評。

重載搬運系統
在具體產線解決方案上,知行專注于實現AI+工業制造和AI+職業教育
1.倉儲出入庫系統:上游來料輸送線運輸裝載產品的托盤到機器人工作站,Al3D視覺拍照定位產品,根據要求,引導機器人抓取指定個數的產品到下游輸送線或者直接碼垛,完成機器人拆零出庫作業。

2.立庫智能出入庫系統:智能庫位自動管理,實現精準定位、智能庫存管理、精準出入庫。機械臂與智能立柜無縫對接,自動存取、系統集成訂單、WEB、導出/打印功能,支持PC端、安卓系統端等。
3.黃酒自動化產線:工業級,自適應多指手,無人化倉儲搬運,自動堆垛機,AGV托盤搬運,無人化倉儲碼垛搬運。
4.重載移動搬運系統:機器人及人工智能技術突飛猛進的發展,在醫藥、電商、食品等領域的應用正逐漸興起,不管是流通性物流還是生產性物流,由智能移動機器人替代人工作業,進行高效搬運、出庫等逐漸成為趨勢。

圍繞柔性機器人末端及智能抓取系統,知行積極融入生態,發展合作伙伴,聯合技術研發,構建細分行業壁壘。知行機器人累計服務客戶超過200家,與國內50余家企業建立合作,積累多個行業智能制造及自動化成功案例。在傳統與新興行業(工業制造、倉儲物流、新能源、半導體、生物醫藥、航空航天等)有著廣泛應用。
知行機器人創始人白國超表示:“隨著自動化、智能化的發展,工業生產正在由粗糙走向精細,末端執行器市場的廣闊藍海已經清晰可見,同時我們也在正大力推動知行機器人在資源共享、科技創新、成果轉化、人才培養等方面與高校開展長期的多層次合作”。
三、成長在阿里云:“云邊端”一體化架構讓生產更加柔性和智能
從知行成立之初,就開始部署與阿里云的合作。
隨著新型數字技術在機器人領域的深入應用,機器人終端采集的數據信息量越來越大、種類越來越多,機器人企業對數據傳輸、存儲的需求呈現幾何式增長。
對于云端技術方面,知行將標準品加上5G/4G的網絡模塊,來實現遠程的信息采集。其中,有網絡方面的布局,合作企業也是以做模塊模組的企業為主。目前知行的新能源電池的逆向物流監控監管的大數據展示平臺是由企業自行開發,而阿里云作為企業的云平臺,主要服務物聯網領域數據的采集應用。

在“云-邊-端”協同一體化的架構中,知行通過部署,全方位采集機器人關節末端的力控與視覺傳感器反饋的運行數據,并將不同品類工件的質量、體積、空間形態等信息以及其對應所需的力控、角度等抓取數據進行存儲,基于海量的樣本數據在云或邊端對機器人進行模型訓練,增強機器人應對多品類場景的自適應能力,進而推動生產線的柔性化生產。
對機器人訓練使其更智能化的這些數據,放入云端去存儲和處理。目前知行把機械臂和夾爪的一些功能性能信息參數傳到云上。不僅如此,云端存儲和計算,對于實現更智能抓取功能的研發非常具有幫助。因為手是跟物體直接接觸的媒介,機械手上可以加很多傳感器,通過把手抓取物體的數據、抓取力的信息在云上做存儲和計算,從而推進未來機器人向更加智能化演進。借助阿里云可以獲得基于云的運營工具與開發工具等,從而享受基于云上服務的計算、存儲、網絡資源、云上軟件等,將公司內部數據在云端流轉,在加快推動業務的敏捷迭代的同時,通過大數據統計進行分析與預測,實現機器人終端業務需求的快速響應與敏銳洞察。對于快速發展的機器人企業而言,通過上云可以實現云資源按需付費,減少硬件設備與基礎設施的成本投入,并且云端資源提供彈性擴容能力,更適合快速擴張型企業的即時擴容。

對于企業上云,傳統制造型企業對于上云后生產數據的安全性仍存疑慮;此外,機器人設備上云過程中涉及到對已有產線軟硬件設施改造的成本投入問題,也成為阻礙其上云發展的重要因素。但是,知行創始人白國超博士表示,機器人企業上云趨勢明顯,知行機器人將與阿里云達成深入合作,公司在不斷完善各產品數據采集的標準化工作的基礎上,將上云應用在企業銷售、設計、工藝、生產、管理、服務等各個業務環節,云平臺為機器人企業在IT成本優化的條件下實現AI算法高效訓練、應用敏捷開發等諸多優勢。在智能抓取功能研發時,云平臺提供了項目的全生命周期管理,加速推動項目進展。云計算為該項目提供計算集群、存儲陣列等基礎設施,為智能抓取算法的模型訓練與數據分析提供了有效助力。
未來,各產業從業者需要整體經營思路的轉變,只有充分認識到云上發展的價值,才能推動企業智能化改造的深入發展。