余曉文

在傳統(tǒng)的印象中，工業(yè)機器人一般都是外表堅硬、外形粗壯的龐然大物，它們沒有思想和感覺，因此無法和人類一起「愉快」地工作。如今伴隨著協(xié)同作業(yè)機器人的出現(xiàn)，這一現(xiàn)象正在發(fā)生改變。說不定哪天，你的老闆會這樣向你介紹：「來打個招呼吧，這位是你的機器人新同事?！?/p>

從2015年工博會上的機器人展中可以看到，不少工業(yè)機器人都走出了「玻璃罩」，可以和人近距離親密接觸。在工博會的展館裏兜了一圈，ABB、KUKA、川崎機器人……不少知名企業(yè)已經(jīng)開始推出能與人協(xié)同工作的機器人。

與機器人一起工作

這種協(xié)同，甚至不要求使用者有複雜的編程，只需要能夠分解機器人的動作，並引導(dǎo)機器人模仿即可，這個過程被稱為「示教」。比如在4大機器人公司之一的ABB展臺，你可以親身體驗一次如何與機器人YuMi協(xié)同作業(yè)。

舉個例子，讓機器人遞給你一支筆要分幾步？

答案總共分5步。一是定位。要找到目標(biāo)的具體位置需要縮小範(fàn)圍，將機械手臂定位在目標(biāo)物品（也就是筆）的上方；二是精準(zhǔn)拾起，這一步需要機械臂接觸臺面；三是用前端夾緊目標(biāo)物體；四是將機器人手臂向上移動，與人保持合適距離；五是讓機器人鬆開筆。在這個過程中，即便不會編程代碼也絲毫不會影響機器人與人的協(xié)同。

YuMi的設(shè)計是為了滿足小件裝配的生產(chǎn)需求，尤其是消費電子產(chǎn)品行業(yè)對柔性生產(chǎn)和靈活製造的需求。這主要得益於其雙臂設(shè)計、多功能智能雙手、通用小件進料器、精密運動控制、基於機器視覺的部件定位，以及先進的控制系統(tǒng)和軟體。

不過，如何來保證與人協(xié)作的安全性呢？YuMi擁有一副輕量化的鎂鋁合金骨架以及被軟性材料包裹的塑膠外殼，能夠很好地吸收外部的衝擊，在幾毫秒內(nèi)暫停運動以避免傷害。此外，ABB工程有限公司機器人部小機器人全球產(chǎn)品經(jīng)理菲利普介紹，有4個技術(shù)可以保護人的安全。比如安全制動與手動控制，要給機器安排合適的速度和區(qū)隔，運動的速度越快，就越需要人與機器人相隔較遠的距離；同時對機器人的設(shè)置要進行功率和力的控制，以及劃分人與機器的共用區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)機器能夠感知到人並將速度和功率放緩，而在純機器工作的區(qū)域內(nèi)則可以快速進行工作。

中外差距幾何

目前，各家知名機器人公司都推出了人機協(xié)作的產(chǎn)品。

相比小巧的YuMi，發(fā)那科在中國地區(qū)首次發(fā)佈的協(xié)作機器人CR-35iA是個「力量型」選手，其手腕部最大負載達到35kg，運動可達半徑1813mm。這款機器人綠色的罩殼可以緩和衝擊力，接觸到人時，就會立刻安全地自動停止。良好的安全性能和較大的負載使得CR-35iA能夠被廣泛地應(yīng)用於汽車製造、機床上下料等行業(yè)應(yīng)用中。

KUKA推出的LBRiiwa機器人是一個靈敏的集合體，可以在不同區(qū)域內(nèi)進行速度和力量的切換。為了確保這種複位精度，需要馬達和減速器的密切配合滿足機器人的最佳速度和人機協(xié)作（HRC）相結(jié)合。

本土企業(yè)新松機器人在工博會上也首次推出了7軸的柔性多關(guān)節(jié)機器人。其展示的方法也十分特別：由武術(shù)表演家和機械舞者進行了太極推手和舞蹈互動。當(dāng)然，展示之外，它也滿足精密裝配、產(chǎn)品包裝、打磨、檢測、機床上下料等工業(yè)操作需要。中科新松有限公司副總裁楊躒表示，人機互動的技術(shù)難點在於「能夠遇到障礙物時及時停下來，這是以前傳統(tǒng)機器人做不到的」，還有「對環(huán)境進行感知和預(yù)判」。而這要歸功於特別的柔順力系統(tǒng)，即對用力進行主導(dǎo)的控制有位置感知，能進行人機協(xié)作，一旦察覺力量變化，機器人會馬上停止工作。

顯然，儘管技術(shù)實現(xiàn)路徑或有差異，但中外機器人公司都看好了未來人機協(xié)作的市場空間。

大陸工業(yè)用機器人市場潛力巨大

目前，中國大陸已成為全球最大、增長最快的工業(yè)機器人市場。2014年，大陸市場的工業(yè)機器人銷量超過5.7萬臺，同比勁增56%，占全球銷量的25%。但從工業(yè)機器人使用密度來看，大陸市場仍然擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?。國際機器人聯(lián)合會數(shù)據(jù)顯示，2014年大陸每萬名產(chǎn)業(yè)工人所擁有的機器人數(shù)量僅有36臺，低於世界平均水準(zhǔn)（66臺），更是遠低於自動化程度較高的韓國（478臺）、日本（314臺）和德國（292臺）。

「現(xiàn)在國外有類似技術(shù)的公司也並不多，我們與國外並沒有太大差距。」楊躒顯得信心滿滿。他認為機器人和人的協(xié)同本就如中國工程院首批院士之一蔣新松曾經(jīng)指出的：柔性與人工智慧會決定機器人發(fā)展的總趨勢，也是機器人發(fā)展的必由之路。結(jié)合中國勞動力的情況來看，市場情況也會符合預(yù)期。