【WRC大咖论道】新松机器人自动化股份有限公司首席技术官张雷：《发掘应用场景，拥抱智能机器人时代的到来》
2024世界机器人大会以“共育新质生产力 共享智能新未来”为主题，为期三天的主论坛和26场专题论坛上，416位国内外顶尖科学家、国际组织代表、院士和企业家聚焦前沿技术、产业动向和创新成果，深入研讨人工智能与机器人技术深度融合带来的新趋势、新机遇，共同打造了一场十分精彩的机器人领域前沿观点盛宴！
在8月22日下午的主论坛上，新松机器人自动化股份有限公司首席技术官张雷以《发掘应用场景，拥抱智能机器人时代的到来》为主题发表演讲。
数说2024世界机器人大会
论坛
26 家国际支持机构
3 大主题 26 场专题论坛
416 名国内外顶尖科学家、国际组织代表、院士和企业家
74 位国外嘉宾及港澳台嘉宾参会
线上线下听众达 160万 人次
展览
27 款人形机器人集中亮相
首发新品 60 余款
近 170 家参展企业 600 余件参展产品
参观人数近 25万 人次
大赛
全球 10 余个国家和地区的 7000 余支赛队
13000 余名参赛选手
每天参赛人数 4000 余人
媒体关注
近 400 家国内外媒体
短视频平台话题播放量达 2.9亿
以下是演讲内容实录
张雷（新松机器人自动化股份有限公司首席技术官）
尊敬的各位嘉宾、各位朋友大家下午好！非常荣幸来参加世界机器人大会主论坛的发言，我是沈阳新松机器人自动化股份有限公司首席技术官张雷。
智能化始终是机器人发展的方向，这点大家都毋庸置疑，但是实际上大家对智能化的定义随着不同的时代有着相应的变化，现在随着技术的提升，大家在期待机器人是否能拥有跟人类比肩的智能，尤其是当现在人工智能飞速发展，可以说作为机器人将来大脑支撑的相应技术迅速得到提高的情况下，我们在想是不是整个机器人能表现的更智能，但是很不幸现在的机器人从它的脚、手以及一些执行机构来看发展速度是落后于人工智能的发展，这种情况下我们就非常关心怎么样把这些最新的智能化技术跟我们现有的各种机器人进行结合，从而满足各种新的应用场景的需求。
今天就这个话题结合我们公司的理念和大家进行探讨和分享。新松公司机器人产品线主要包括工业机器人和移动机器人，这两种机器人实际上是在我们目前业界已经投入安装使用的各种机器人当中占据非常大的比例，新松在这两个领域里都是非常重要的生产制造商，每年向各行各业提供数以千计的工业机器人和应用机器人，这些机器人有的应用在汽车行业，有的应用于仓储物流、3C电子等等，总之发挥了非常重要的作用。
工业机器人和移动机器人各自有点类似于人的手和人的脚，在未来机器人智能化发展的过程中相信这两者也会具有相当重要的作用，今天我就想从新松公司的角度谈谈走怎样的路线图推进现有的机器人逐渐过渡发展成为真正的智能机器人。
这儿首先说一个工业机器人，当然工业机器人可以提升、可以改进的领域非常多，从智能化的角度今天就列举其中两个短板，一个是应用缺乏灵活性，现有的工业机器人在应用中常常需要工件非常精准，而且要非常好的固定，安装的非常准，如果这个工件不准或者安装的不好，生产也没有办法正常进行，这是非常不灵活的一方面。
从某种角度来说有点像人是在闭着眼睛干活，完全是靠着手感和记忆来执行这个作业，第二点短板就是编程，工业机器人的编程到目前为止很多情况下还需要通过试校器一点点的试校，手把手教机器人来做，这样的话效率非常低下而且工作量非常大，从新松公司内部确定了我们的改进方向，主要从这两份着手，一方面加强感知和调整能力，让原本闭着眼工作的机器人让它睁开双眼配上机器视觉，并且很多情况下要使用力的感觉，而且需要轨迹调整的能力，让我们的机器人可以执行更多灵活复杂的操作。
另一方面编程方面不断的推出更加人性化的编程方式，包括编程的一些图形界面，另外根据各种应用场景我们推出各自的应用包，这些应用包从短期来说我们是直接提供给用户，从长期来说认为可以在各个垂直划分的领域里通过跟大模型技术的结合，产生各种具体的应用，可以快速的满足这种应用的需求，这就是新的编程方式。
这个基础上对于现有的工业机器人控制体系进行了相关的升级，出发点就是让现有的机器人能够接受新的传感器，处理新的信息包括视觉、力等等，同时要对人工智能技术予以支持，说到人工智能难免提到算法和算力，我们的观点是我们的人工智能算法需要在整个控制体系内根据情况进行灵活的配置和部署，可以部署在机器人控制器一端，也可以部署在边缘端甚至云端，当然还需要提高图形化的编程界面，为用户提供更加方便的二次开发手段，并且在离线编程或者是现场那端也需要进行很好的3D仿真运行。
实际上我们在此基础上开发了很多应用工艺包，包括机器人的免焊接，也包括打磨等等应用，在此，今天我想介绍一下一个新开发的应用，这个是针对鞋服行业的机器人应用，鞋服行业制鞋的过程，这个鞋底、鞋面经常是独立生产的，他们在生产过程中经常用到一种喷胶的工艺，以往这个过程在生产线上鞋的喷胶是靠人工完成的，喷胶的效率包括质量有时候难以保证，并且这个喷胶过程本身存在一定的毒副作用，所以对人的健康是不利的，从行业角度来说早就有这个需求，用机器人来完成这项作业，但是传统的工业机器人对这个是无能为力的，因为即使是同一个型号的鞋，同一个尺码的鞋在生产工艺中，由于高温、低温、挤压等等，鞋子的大小会发生形变。
我们如果事先制作了鞋的生产过程工艺的话，靠原有的办法也是不能完成鞋业正常的生产的，在此我们就推出了一个专为这个行业进行设计的机器人生产的喷胶系统，具体方法如下。
首先要引入深度视觉，引入几部摄像机在生产现场进行布设，获取这个鞋整体的空间点云进行3D重建，把这些点云拼在一块儿，在此基础上对点云进行分析，提取他们的特征，分析出哪儿是鞋底，哪儿是鞋面，我们的作业轨迹是什么样的，然后制定作业流程，针对每个具体的鞋型还需要做一些仿真工作，来证明我们鞋的制作工艺能满足生产要求。
实际上由于同一个型号的鞋在生产线上表现的大小形态会发生变化，所以事实上我们在具体生产应用中用的是在线的检测和在线的生产模式。实际上刚刚那个视频就是工业现场应用的，福建一个知名的鞋业生产企业得到了成功的应用，可以说很好的解决了这样一个生产需求，考虑到应用方式可以在行业内得到迅速推广，我们非常看好这项发展。
通过刚刚那个案例我们想说明即使是传统的工业机器人通过跟机器视觉、人工智能很好的结合，仍然可以发掘出很多新的应用场景，刚刚提到的是工业机器人，下面我想谈谈移动机器人，这些年以来移动机器人在各行各业已经得到了广泛的应用，这里面列举了现有的应用，包括库房里的仓储、物流移动机器人也包括叉车式移动机器人，这个叉车式移动机器人实际上就是用来取代原来生产物流里人工开的叉车，取得了很好的应用效果。
第三类是产线用的移动机器人，尤其在汽车生产线上得到了广泛的应用，这个领域里我们新松公司有着非常多的成功应用案例，但是现在同时在思考怎么样让移动机器人进入更多的应用场景，要想进入更多的场景就需要进入与人类密切互动而且可能需要进行作业的应用场景，我这里列举了三类包括清洁服务机器人、医疗机器人、负荷机器人，要想进入这些应用场景，我们一定要克服一些技术上的壁垒，解决一些问题。
移动机器人领域现在存在哪些问题和痛点？
第一，导航，尽管各种导航方式被提出来，实际上有一些情况下还需要使用人工铺设的标识物来进行辅助。
第二，移动机器人在各个工艺现场部署的时候往往还是选择固定的路线，这样在与人类进行密切互动的场景下显的非常不灵活。
第三，机器人对环境的感知能力不够，不能够有效的与人进行合作和互动。
第四，只能完成运输任务，没有作业能力或者作业能力不足，这个是移动机器人自身先天的缺陷所造成的。
针对上面这几个痛点提出了一系列改进方案，来提升移动机器人的智能化程度。
1，积极推进私人导航技术的发展，而且要从2D导航走向3D导航，主推的是自然导航技术，尤其是包括2D激光导航、3D激光导航以及3D的视觉导航，借助于这些自然导航的方式， 我们在各个现场不再需要人工部署的合作目标，当然在这儿我们是尤其把这个3D导航作为重点，不仅仅是因为3D导航在现场具有更好的适应性和鲁棒性，更重要的是3D激光导航等技术在未来下一步对环境进行理解这方面有先天的优势，一会儿还要介绍这些方面。
现场实际上没有任何一种单独的导航方式能够解决所有的问题，我们新松公司仍然是开发了众多的导航方式，右侧做了一些列举，实际上现场往往是灵活的根据现场的需求进行部署，我们要支持各种导航方式的无缝衔接，通过这样一个组合可以很好的解决工艺现场的各种导航问题。
2，环境理解，传统的移动机器人在现场只能感受到是否有障碍物，是不是该停下来，但是对于我们人类密切互动的应用和场景来说，就要有感知还要有认知，我们需要对现场的环境进行语义的解读来判断出现场有哪些动态物体，他们的性质是什么，他们的运动趋势如何，我们获得这些信息目的是要做自主的路径规划，我们的机器人与人类密切互动的场景中能够自主的、灵活的布置运行路线，提高运行效率。
下面谈谈打造面向未来的移动机器人群体调度系统，移动机器人的大规模应用已经非常普及，很多的工业现场可能会使用数以百计甚至上千辆的机器人，我们在面向新的时代当我们发生新的需求的时候，仍然需要有高效率的群体调度系统，但是我们需要解决一些新的问题。
第一，适应变化的环境，各工艺现场他们的目标或者周围环境发生变化了，这些变化有的是高频的运动，有的是低频的目标，有的是半永久的变化，有的是永久的，这就需要我们的机器人能够在整个生命周期之内适应这些环境的变化来正常工作，这是我们重点开发的一项技术。
第二，使用更加灵活的路线，传统移动机器人使用的路线相对比较固定，我们看到这样一个视频里，显示的是非常规整的网格，但是在现场可能会使用一些不那么规整的网格，但是路径往往是固定的，当我们引入一些可以自主规划路径的机器人并且可以更高效的流转，就不能再使用这些固定的路径，我们要使用一些可以自主规划的灵活的路径，这种情况下整个调度系统的复杂度会大大提高，但是我们仍然致力于解决这个问题，我们非常清楚下一代移动机器人系统一定要解决这样复杂的场景，面对这样复杂的情况。
整体上我们的系统仍然要实现系统的最优而不是单车的最优，说到这儿，大家已经可以意识到，实际上在现在我们谈到的移动机器人的角色已经发生了转变，由以往物料运输者朝智能机器人的方向发生了转变，重点提几点。
1，识别环境，理解环境。
机器人不仅要能够导航，能够识别障碍物还需要理解周围发生了什么，这样才能与人类进行很好的交互
2，与人共存，与人共事。
以往我们说移动机器人的使用是人车隔离、人车分路的，现在要强调与人共事，在一个环境里紧密互动，在整个这样的过程中移动机器人事实上已经成为智能机器人的移动底盘，重要性可以说得到了大大的加强。
第三，未来移动机器人需要走向手、脚、眼、脑兼具的情况，以前我们说复合机器人具有手臂、轮系，可以有手有脚，但是现在应该是走向手脚眼脑的方向。说到这儿大家已经意识到了，现在谈的智能机器人就是这样，事实上正在迎来智能机器人的时代，这些有手脚言脑的机器人，他们可以在很大的范围内自由的导航和活动，而且可以理解周围的环境，可以执行精密灵活的操作，并且可以跟人类通过自然语言或者形体进行很好的互动，可以和人类共同完成任务，这就是我们希望中的未来的智能机器人。
说到这儿大家一定想到你说的一定是人形机器人，在这儿我想说人形机器人毫无疑问是我们智能机器人家族中一个重要代表，而且是最近可以说最有发展前景的代表之一，事实上作为新松公司我们同期在开发相关的人形机器人，而且我们将于近期推出可以应用的人形机器人，由于人形机器人它的技术难关比较多短期内应用大家还需要等一等，我们采取的步骤是智能机器人是多种多样的，我们采取更多灵活的选配。
比如说一些应用现场未必要使用足式机器人来移动，我们可以使用轮式的或者是履带式的，如果一些场景的操作比较简单，可以使用单臂机器人，当然可以省去腰部这些关节等等，针对于各种不同的场景可以为这个应用量身定制，提供灵活多样的解决方案，而且最重要的一点是可以无缝的一步步很快的让智能机器人走向应用，这也是新松公司正在做的事情。
普通的智能机器人和人形机器人其实有很多共性，他们都需要因为运动和行走，这也是我们目前人形机器人重点研发的领域，但是除了运动行走以外，我们的机器人仍然需要感知环境，导航定位，需要走向目标，需要进行路径规划而且需要对环境进行感知和理解，都要通过自然语言和人进行交互，理解人类的意图并且进行自主的知识获取和推理，更重要的是我们的人形机器人包括其它机器人都需要最终产品化的部署，迅速的把机器人部署在各种应用场景中，而不是说针对每个应用做重新的开发，将来毫无疑问，智能机器人的部署一定是多机器人部署，多个机器人需要在一起协调的工作并且与人类互动。
所有这些话题都是我们说的人形机器人也好、其它智能机器人也好共同的研究话题。其实人形机器人和其它智能机器人应该是殊途同归，他们在研究过程中有很多共性的东西，也可以相互支持和相互借鉴，这样的指导思想下，我们新松公司在坚决的推进相关的研究，也相信我们整个行业内共同的努力一定会把相关的机器人技术推到越来越高的水平，这就是我们新松公司对于智能机器人领域发展的一些理解和分享，谢谢大家！
（本文根据录音整理）
评论排行