機(jī)器人界的“百米飛人”，已經(jīng)開始進(jìn)廠打工了。
10月17日，位于北京昌平的福田康明斯工廠內(nèi)，來自北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心（以下簡稱“北京人形”）的具身天工2.0和天軼機(jī)器人，正在進(jìn)行物料搬運(yùn)測試。只見天軼機(jī)器人穩(wěn)穩(wěn)滑至物料箱前，機(jī)械臂精準(zhǔn)扣住箱體兩側(cè)，隨后將箱體放入指定層架，整套動作熟練流暢。
今年8月，在北京舉辦的世界人形機(jī)器人運(yùn)動會中，具身天工Ultra和天軼機(jī)器人分別獲得百米田徑賽和物料整理賽的冠軍。如今，“冠軍機(jī)器人”正從賽場走進(jìn)工廠，通過攻克實(shí)際場景痛點(diǎn)，完成從“最能跑”到“最好用”的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變。
車間試煉：穩(wěn)字當(dāng)頭，細(xì)節(jié)里破解難題
“現(xiàn)在天軼機(jī)器人搬6個箱子大約需要4分鐘?！北本┤诵螜C(jī)器人創(chuàng)新中心具身智能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用組負(fù)責(zé)人李國鎮(zhèn)告訴貝殼財(cái)經(jīng)記者，在物料搬運(yùn)環(huán)節(jié)，機(jī)器人的優(yōu)先級是“穩(wěn)”而非“快”，“部分箱子里會裝著易碎零部件，如果掉落的話會造成損失，所以目前我們優(yōu)先保證穩(wěn)定性。”
天軼機(jī)器人正在搬運(yùn)料箱。新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者韋博雅 攝
從賽場到車間，最大挑戰(zhàn)在于場景適配。在實(shí)驗(yàn)室里，天軼機(jī)器人能精準(zhǔn)抓取標(biāo)準(zhǔn)箱，但工廠的周轉(zhuǎn)箱多已使用三五年，存在變形等問題，且箱內(nèi)物體種類不同，這對機(jī)器人的感知系統(tǒng)提出更高要求。
北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心產(chǎn)品經(jīng)理趙雨蒙告訴貝殼財(cái)經(jīng)記者，基于通用具身智能平臺“慧思開物”，北京人形針對物料搬運(yùn)場景單獨(dú)開發(fā)了模型，前期已對不同尺寸、型號的料箱進(jìn)行了模型訓(xùn)練，使機(jī)器人具備泛化識別能力，能對應(yīng)不同料箱做出相應(yīng)抓取動作。在新工廠工作時，客戶可通過低代碼或無代碼方式，讓機(jī)器人快速完成料箱搬運(yùn)。
相較于輪式的天軼機(jī)器人，雙足底盤的具身天工機(jī)器人對穩(wěn)定性的要求更高。“具身天工采用雙足底盤，往高處放置物品時重心會變化，既要關(guān)注腿部電機(jī)的扭矩，又要應(yīng)對重物對機(jī)械臂關(guān)節(jié)靈活度的高要求。”北京人形具身智能工程師金書陽透露，目前具身天工搬運(yùn)一個箱子約需1分半鐘，后續(xù)將重點(diǎn)提升其下肢行走能力，讓機(jī)器人走得更穩(wěn)、更快，定位更精準(zhǔn)，從而更好地完成貨物放置任務(wù)。
具身天工2.0機(jī)器人需克服搬箱子帶來的重心變化。新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者韋博雅 攝
貝殼財(cái)經(jīng)記者了解到，機(jī)器人的整套開發(fā)流程均基于“慧思開物”平臺。借助平臺內(nèi)的元技能庫，開發(fā)者可組合不同技能，大幅提升開發(fā)效率。同時，平臺支持手機(jī)APP操作，只需下達(dá)“在指定位置取箱并送至目標(biāo)點(diǎn)”的指令，機(jī)器人就能自動執(zhí)行任務(wù)。
在物料整理任務(wù)中，機(jī)器人則需對發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣門進(jìn)行物料合并：將分散的庫存整合到統(tǒng)一料箱中，以此優(yōu)化存儲空間、提升使用效率?！斑@是一項(xiàng)重復(fù)性很高的勞動?！北本┤诵蔚墓こ處熃榻B，通過機(jī)器人的自主執(zhí)行，既能精準(zhǔn)高效地完成任務(wù)，又能將人力從重復(fù)作業(yè)中解放出來，專注于更高價值的工作。
不過，處理這類細(xì)小精密部件，對機(jī)器人的視覺識別系統(tǒng)、抓取操作及插入裝配能力均提出高要求。工程師舉例，發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣門在料箱中常緊密排列，且表面易產(chǎn)生反光干擾，這對視覺系統(tǒng)識別單個物體的輪廓與精確位置，構(gòu)成了極高挑戰(zhàn)。
為破解這些痛點(diǎn)，北京人形通過一套技術(shù)組合拳給出解決方案：首先，基于深度學(xué)習(xí)的視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位；其次，由高精度機(jī)器人本體執(zhí)行無碰撞運(yùn)動軌跡；最后，在插入關(guān)鍵環(huán)節(jié)，借助力控傳感器讓機(jī)器人獲得“觸覺”，實(shí)時調(diào)整動作，以柔順力度完成毫米級精度插入，確保物料無損。
天軼機(jī)器人在世界人形機(jī)器人運(yùn)動會上整理物料。受訪者供圖。
燈塔工廠的考量：從“能用”到“好用”的雙向奔赴
作為2020年獲評世界經(jīng)濟(jì)論壇“燈塔工廠”的企業(yè)，福田康明斯的自動化與數(shù)字化基礎(chǔ)，為機(jī)器人在工廠落地應(yīng)用提供了場景土壤。
在福田康明斯工廠智能制造主任黃運(yùn)?？磥恚瑱C(jī)器人要融入工廠生產(chǎn)，必須滿足“穩(wěn)定安全、適配生產(chǎn)節(jié)拍、人員友好、保證質(zhì)量”等要求。其中，物料搬運(yùn)這類工人不愿做且易出錯的場景，正是機(jī)器人適配的領(lǐng)域?！肮と嗣刻煲徇\(yùn)料箱幾十次上百次，不僅工作枯燥，還可能因注意力不集中放錯料架?！?/p>
目前，具身天工、天軼兩款機(jī)器人正按計(jì)劃進(jìn)行最后測試。黃運(yùn)保表示，當(dāng)前測試效果已達(dá)到預(yù)期，但機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用落地，還需要進(jìn)一步適配生產(chǎn)節(jié)拍，同時滿足工廠對質(zhì)量、精度以及能力的要求。
基于這些標(biāo)準(zhǔn)，雙方為機(jī)器人制定了分階段的“入職規(guī)劃”：第一階段在今年年底前，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的“自閉環(huán)”運(yùn)營：工人通過APP或語音下達(dá)指令后，機(jī)器人可自主完成任務(wù)。第二階段則讓機(jī)器人對接工廠現(xiàn)有MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)），屆時系統(tǒng)直接下達(dá)任務(wù)指令，無需人工干預(yù)，機(jī)器人即可自主作業(yè)。
“工廠的ERP、MES系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)完善，只需打通數(shù)據(jù)接口，就能讓機(jī)器人融入現(xiàn)有的生產(chǎn)流程?！秉S運(yùn)保表示。
對于北京人形和福田康明斯來說，這場合作是一次共同投入、目標(biāo)一致的“雙向奔赴”。趙雨蒙坦言，機(jī)器人企業(yè)更擅長技術(shù)研發(fā)，但生產(chǎn)場景的真實(shí)痛點(diǎn)只有工廠最清楚：“實(shí)驗(yàn)室無法預(yù)判工廠的實(shí)際需求與潛在問題，只有讓機(jī)器人走進(jìn)工廠，聽產(chǎn)線工人反饋、在實(shí)際操作中磨合，才能發(fā)現(xiàn)并解決核心問題，因此我們非常愿意與場景方深度合作?！?/p>
黃運(yùn)保則表示，作為燈塔工廠，福田康明斯擁有大量真實(shí)場景與生產(chǎn)數(shù)據(jù)，能為機(jī)器人提供訓(xùn)練場景和數(shù)據(jù)支持，讓機(jī)器人在實(shí)戰(zhàn)中變得更聰明、更敏捷?！拔磥砣绻剿鞒晒?，機(jī)器人將給全行業(yè)帶來顛覆性的影響。因此，機(jī)器人初期在工廠的應(yīng)用，不能僅用單一成本維度衡量，我們相信其未來會帶來更大收益。”
對具身天工與天軼機(jī)器人而言，“進(jìn)廠打工”也只是開始。未來，它們不僅要在福田康明斯完成從測試到應(yīng)用的跨越，還要成為可復(fù)制樣本。據(jù)悉，北京人形已與海內(nèi)外多家頭部制造企業(yè)達(dá)成合作意向。趙雨蒙表示，“機(jī)器人在福田康明斯工廠中搬箱子的實(shí)踐，提升了機(jī)器人對各類料箱的適配能力，后續(xù)海內(nèi)外工廠有料箱搬運(yùn)需求，都能快速落地?！?/p>
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者 韋博雅
編輯 陳莉
校對 付春愔
