在人形機器人規(guī)模應(yīng)用前，產(chǎn)業(yè)界更需要協(xié)作機器人來扛起工業(yè)機器人的應(yīng)用大旗。雖然前者的類人形態(tài)比以機械臂為主要形態(tài)的后者更酷、更具想象力，但充滿肌肉線條感的協(xié)作機器人更叫人安心。
近日，第24屆中國國際工業(yè)博覽會(以下簡稱“工博會”)在國家會展中心(上海)舉行，機器人展是本屆工博會的突出亮點之一，為此工博會還特別設(shè)立了人形機器人專區(qū)。
《中國經(jīng)營報》記者注意到，在本屆工博會現(xiàn)場，工業(yè)機器人領(lǐng)域創(chuàng)新成果紛紛發(fā)布，包括132項全球首發(fā)、87項亞洲首發(fā)以及128項全國首發(fā)產(chǎn)品。比如，節(jié)卡機器人就全球首發(fā)了40KG大負載工業(yè)協(xié)作機器人JAKA MAX40，并榮獲今年CIIF機器人獎。
大模型時代，人形機器人成為全球投資的重點領(lǐng)域。在本屆工博會上，記者觀察到包括節(jié)卡機器人、埃斯頓、非夕科技、遨博智能等國產(chǎn)協(xié)作機器人已陸續(xù)在人形機器人領(lǐng)域布局，像節(jié)卡機器人就首次對外展示了人形機器人JAKA K-1。
對此，上海市人工智能行業(yè)協(xié)會副秘書長徐琦對記者表示，入局人形機器人，協(xié)作機器人企業(yè)不僅在核心零部件、傳感技術(shù)、人工智能算法等方面具有先天性優(yōu)勢，還具有深耕的應(yīng)用場景，且擁有更多數(shù)據(jù)。
9月30日，工業(yè)和信息化部官網(wǎng)公布了人形機器人標準化技術(shù)委員會籌建方案，包括業(yè)務(wù)范圍、標準體系、組成人員、成立后工作計劃四方面內(nèi)容。根據(jù)該方案，人形機器人標準化技術(shù)委員會成立后，將促進標準化工作的國際合作交流。
中國已形成完整協(xié)作機器人產(chǎn)業(yè)鏈
據(jù)了解，與傳統(tǒng)工業(yè)機器人相比，協(xié)作機器人最大區(qū)別在于其能夠在工人旁邊安全工作，結(jié)構(gòu)形態(tài)可分為單臂和雙臂協(xié)作機器人，前者更為常見，且應(yīng)用最多。而按照關(guān)節(jié)軸數(shù)劃分，主流協(xié)作機器人可分為六軸和七軸，其中六軸是目前市場上協(xié)作機器人的主流形態(tài)，市場占比超90%。
根據(jù)節(jié)卡機器人發(fā)布的《2024年全球協(xié)作機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》(以下簡稱《白皮書》)，全球協(xié)作機器人主要經(jīng)歷四個發(fā)展階段：一是萌芽階段(20世紀90年代)，1995年，美國通用汽車(GM)針對汽車行業(yè)痛點發(fā)起了一項研究項目，旨在找出機器人變得足夠安全的方法;二是技術(shù)突破階段(2000—2010年)，2008年，丹麥公司優(yōu)傲機器人(Universal Robots，簡稱UR)發(fā)布了世界上第一臺商用協(xié)作機器人——UR5，引發(fā)市場關(guān)注;三是快速增長階段(2010—2020年)，隨著UR的成功，協(xié)作機器人市場開始快速增長，abb、kuka、fanuc等傳統(tǒng)工業(yè)機器人巨頭以及中國機器人公司也紛紛進入該市場;四是成熟與智能化發(fā)展階段(2020年至今)，協(xié)作機器人開始向醫(yī)療、服務(wù)業(yè)等非工業(yè)領(lǐng)域拓展，隨著成本的下降，中小企業(yè)也能夠擔(dān)負得起，而AI技術(shù)的融入，特別是在機器視覺、自然語言處理和機器學(xué)習(xí)方面，協(xié)作機器人變得更加智能。
也就是說，從UR研制出全球首臺協(xié)作機器人開始，協(xié)作機器人這個新物種迄今不過16年。據(jù)了解，亞歐和北美是全球協(xié)作機器人的主要市場，市場占比超90%;根據(jù)2023年全球協(xié)作機器人銷售規(guī)模，UR、節(jié)卡機器人以及FANUC是全球TOP3廠商。與歐美日的ABB、FANUC等巨頭相比，我國協(xié)作機器人公司倡導(dǎo)“我挑水來你澆園”的人機協(xié)同，部署成本低、安全易上手。
2018年起，國內(nèi)的中科新松、節(jié)卡機器人、艾利特、非夕等協(xié)作機器人廠商將產(chǎn)品，開始逐步應(yīng)用于精密器件組裝、輕量零部件上下料、檢測、擰緊等工業(yè)領(lǐng)域，顯示出其遠勝于工業(yè)機器人的靈活性與柔性。
《白皮書》指出，中國是全球最大的協(xié)作機器人市場之一，目前已形成完整的協(xié)作機器人產(chǎn)業(yè)鏈，具備從上游核心零部件到中游本體制造再到下游系統(tǒng)集成與應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈自主生產(chǎn)與配套能力。
以上游核心零部件為例，控制器、伺服系統(tǒng)、諧波減速器是協(xié)作機器人的三大核心零部件，成本約占整體生產(chǎn)成本的70%。目前，國內(nèi)已實現(xiàn)核心零部件高自主化率的協(xié)作機器人廠商有遨博機器人、節(jié)卡機器人、大族機器人等。
根據(jù)《白皮書》，2023年中國協(xié)作機器人市場以中國廠商為主導(dǎo)，TOP5(節(jié)卡、遨博、艾利特、大族、UR)企業(yè)占據(jù)超過60%的市場份額，主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在汽車零部件、汽車電子、金屬制品、電子、食品飲料、半導(dǎo)體、鋰電池等行業(yè)。
值得注意的是，隨著新能源汽車對傳統(tǒng)燃油車的替代趨勢日益明顯，協(xié)作機器人在車燈、電控盒、中控屏、汽車PCB等部件的檢測環(huán)節(jié)得到了廣泛應(yīng)用。如在鋰電行業(yè)，大負載協(xié)作機器人在動力電池生產(chǎn)線的改造中發(fā)揮重要作用，如在電芯搬運、pack螺絲擰緊、涂膠、掃碼和外觀檢測等環(huán)節(jié)。
全球已有上百家公司做人形機器人
大模型和人形機器人，是過去一年多時間科技領(lǐng)域最熱的兩個概念，在大模型領(lǐng)域，國內(nèi)已跑出6家頭部獨角獸。相比之下，人形機器人業(yè)態(tài)似乎仍處于早期階段，頭部獨角獸似乎并未顯現(xiàn)。
傅利葉董事長兼首席執(zhí)行官顧捷此前表示，現(xiàn)在人形機器人業(yè)態(tài)與5年前的情況截然不同，5年前大家覺得人形機器人還離得非常遙遠，“但是今天全球范圍有上百家的公司要做人形機器人，出現(xiàn)百花齊放的局面”。
中航證券一份研報指出，人形機器人是AI技術(shù)落地物理世界的優(yōu)質(zhì)載體，近兩年通用大模型的發(fā)展賦予人形機器人強大的泛化能力，產(chǎn)業(yè)進入商業(yè)化落地的初級階段。
據(jù)介紹，節(jié)卡機器人JAKA K-1采用擬人型構(gòu)造，集大腦、小腦、雙臂、雙足、力覺傳感器和視覺系統(tǒng)等組件為一體。
“本次推出的JAKA K-1人形機器人單臂就可以提起3公斤至5公斤的重物。雙支撐結(jié)構(gòu)把大腿、小腿和腳面連接起來，使機器人立得住、立得穩(wěn)。關(guān)鍵的小腦部分已經(jīng)可接收指令，對全身進行運動控制，絕對運動精度能夠達到±0.1毫米。”節(jié)卡機器人研發(fā)總監(jiān)李順沖表示，下一步會優(yōu)化步態(tài)算法，讓(機器人)雙足動起來。
節(jié)卡機器人CTO許雄透露，目前JAKA K-1的人形雙臂系統(tǒng)已經(jīng)達到了量產(chǎn)規(guī)模。JAKA K-1的重點應(yīng)用方面，主要是為人形機器人公司提供雙臂解決方案、軟硬件支持，或者如搬運、分揀等簡單工業(yè)場景。
《白皮書》指出，協(xié)作機器人和人形機器人都強調(diào)人機協(xié)作，具有技術(shù)基礎(chǔ)的共通性。無論是協(xié)作機器人在工業(yè)生產(chǎn)中的精準配合，還是人形機器人在復(fù)雜環(huán)境中的靈活動作，都依賴于運動控制、一體化關(guān)節(jié)手臂、傳感器等核心技術(shù)的發(fā)展。其中，手臂關(guān)節(jié)是人形機器人實現(xiàn)場景化落地的重要執(zhí)行單元。
“協(xié)作機器人是人形機器人手臂的基礎(chǔ)，人形機器人概念大火將有利于協(xié)作機器人本體技術(shù)升級迭代，加快行業(yè)技術(shù)進步，進而促進行業(yè)快速發(fā)展。盡管兩者應(yīng)用領(lǐng)域有部分重疊，但人形機器人和協(xié)作機器人在大多數(shù)市場并沒有直接的替代關(guān)系，而是以互補為主，更多是在各自擅長的領(lǐng)域中發(fā)揮優(yōu)勢。”《白皮書》指出，協(xié)作機器人在精準、穩(wěn)定的工業(yè)任務(wù)中有明顯的長處，而人形機器人則更擅長應(yīng)對復(fù)雜的互動需求。