敢于挑战三大机器人的INNFOS是实力允许还是胆子太大

资讯北国网2019-10-16 17:00

人形机器人、机械臂、四足机器人愉快和谐的在玩球,甚至向你递来橄榄枝:“嘿,一起来玩球吧!”这听起来似乎是在描述某个科幻片的画面。然而,我们这里所说的,是国内一家名叫INNFOS的科技公司公布的宣传片内容。

在宣传片末尾的彩蛋中可以看到,人形机器人、机械臂、机械狗在玩球的过程中,行为自主,动作流畅,仿佛是有了自主意识一般。人形机器人、六轴机械臂、四足机器人,无论哪一个都是技术含量超高的大项目。敢于同时挑战三大机器人的公司到底是实力允许,还是胆子太大搞噱头呢?

名不见经传的小公司以黑马之势震惊世界

成立于2011年的INNFOS,是一家多年来专注于机器人集成化柔性关节研发的公司。公司以“INNOVATION & FREEWILL”(即“自由意志和无限创造力”)为核心文化,在高端机器人研发道路上不断探索,不断创新。公司目前已获得A轮千万融资,并受到国内外一线投资公司的关注。

值得注意的是,宣传片中的人形机器人、六轴机械臂、四足机器人并非概念产品,而是INNFOS已经研发完成的产品,目前正在生产当中。

其中,人形机器人取名为XR-1,身高1.6m,重50kg,全身共有34个关节。其手臂具备负载能力,最高纪录可完成每日端咖啡300杯。XR-1手指关节十分灵活,可以完成穿针这样的高难度动作。

这些机器人、机械臂、机械狗的核心技术,则是INNFOS自主研发的一种高集成、高性能、具备柔性控制的机器人关节——智能柔性执行器SCA。

INNFOS SCA集底层伺服驱动、新型伺服电机、高精度编码器、高精度减速器于一体,具有高集成、高性能、总线控制、大扭矩输出、低成本等多个特点。由SCA搭建的XR-1机器人在MWC2019亮相,随后被CNN、路透社、世界知名工程学术平台IEEE竞相报道,引起业内轰动并引发热议。毫无疑问,这是一种具备突破性和先进性的新兴技术。

基于这一事实,笔者认为,敢于同时挑战三大机器人的INNFOS,也许真的是一家颇具实力的公司。

机器人硬件技术限制机器人量产进程缓慢

谷歌的AlphaGo战胜韩国棋手李世石之后,机器人成为科技界和投资界的热点,全球有不少科技公司和业界大佬转战进军机器人行业。行业浪潮之下,机器人行业被分为两大类:软件和硬件。

机器人软件现在更多的被人们称之为人工智能(AI),这是一个更新速度快、功能强大的云技术。国内的机器人公司包括优必选、猎豹、达闼科技等也多专注于语音识别、人体识别、通信技术、地图导航、图像理解、视频分析等方向。这里我们不讨论过多,把目光放回机器人硬件的问题上。

机器人硬件投入成本高、周期长、起步难、风险点多,尽管这里的市场非常广阔,但涉足机器人硬件的公司寥寥无几。大家耳熟能详的大概也就只有波士顿动力、MIT、ANYbotics这些国际知名的大学和公司,国内的公司更是鲜少有人涉足。机器人落地需要较长时间进行产品打磨,量产并非一朝一夕就能实现。

全球最早实现双足行走的机器人、同时也是代表本田机器人领域最高技术的机器人ASIMO,从1986年就开始研究到2018年本田宣布停产,足足用了32年。波士顿动力的Spotmini预计2019年年底开始商用,这是波士顿动力的第一款量产产品,用了整整26年时间。软银的情感机器人Pepper由其收购的法国公司Aldebaran Robotics研发,该公司成立于2005年。Pepper实现量产用了10年,但它从2015年开始售卖以来,就只更新过软件,机体部分几乎没有变化。

由此可见,机器人硬件技术是全世界都为之头痛的难题。

如果要做一个与人同等比例同时具有高性能的机器人,机器人硬件就必须做到高速度、高精度,同时具备高集成性。目前具备这一技术的就只有NASA、波士顿动力这样的国际知名大公司,但他们的技术并不对外商用。换句话说,先进技术有,但是你买不到。即使有,你也买不起。关于价格这个问题,就是接下来我们要讨论的部分。

机器人硬件成本高居不下,高价产品难以进入大众消费市场

李开复发文说到:“AI算法擅长优化那些目标明确的工作;机械控制技术的发展跟不上AI软件算法的发展脚步;传感器技术虽然迅猛发展,但现有设备的成本、体积和功耗都没有任何优势。”这三大原因,使得人形机器人马上进入家庭成为无稽之谈。当机器人样貌、谈吐等各种特征与人类趋近时,人们对它们的期待值会增加,消费市场对其价格则同样变得苛刻。

有媒体报道ASIMO机器人造价在300-400万美金之间,波士顿动力旗下的各种机器人如大狗、Altas更是天价。Pepper在2015年首发的价格为198000日元(1646美元),在量产的机器人中,它的价格可能是最低的,但其存在的问题仍旧不能忽视。无论是力量、速度、精度,还是机械性能、自由度等等,Pepper都存在诸多缺陷。

在机器人硬件领域,ANYbotics研发了一款高精度、高性能、高集成化的执行器——ANY Drive。他们用ANY Drive搭建的四足机器人ANYmal在国际享有盛誉,开门、乘电梯、海上巡检不在话下。但也许你不知道的是,单个ANY Drive的售价达5.6万元。如果你准备用它搭建人形机器人,一只3Dof的胳膊至少花费15万元,更不用提整个人形机器人需要花费的高昂费用。

如果要让服务机器人进入专业或家庭服务领域,成本必须足够低。专业服务机器人的成本可以相对高些,而家庭服机器人则需严格控制成本。机器人实现低成本,这将是一大趋势。而机器人硬件成本占机器人研发的70%以上,降低机器人硬件成本成为重要的一环。

打破集成化机器人关节技术壁垒,高性能、低成本不再是空谈

INNFOS决定做机器人集成化硬件技术的攻克,不少行业内专家感到非常不可思议:“要达到这样的技术,至少需要百人以上的团队花费5、6年以上的时间。”然而,仅仅只有20来人的INNFOS团队凭着一股韧劲,埋头苦干5年完成了这一挑战。

智能柔性执行器Smart Compliant Actuator(SCA)从机械结构、核心算法、加工工艺等多个方面实现了技术突破,是真正高精度、高性能、高集成化的柔性执行器。相比于传统的伺服系统,SCA的体积仅为其1/10,有效地解决了服务机器人关节的集成化问题。

2019世界移动通信大会期间,INNFOS展出了基于SCA技术的智能柔性服务机器人XR-1。其高难度高精度高度的运动动态,吸引了国际知名学术平台IEEE的关注,XR-1也在IEEE Spectrum Video Friday的封面展示了一周的时间。

这一事件吸引到了从事机器人行业相关工作的任赜宇关注,他不仅是一位机器人行业的优秀工程师,也是一位在知乎拥有上万粉丝的大V。

在向技术人员询问了INNFOS相关的技术特点,并亲自体验了一把相关驱动器的性能之后,任赜宇在其文章中写道:“对于INNFOS此次推出的关节驱动器,其实作者认为其驱动器核心特点是QDD,即半直驱原理。相应地,其也是国内第一家推出较为完备QDD原理的驱动器供应商,这个独辟蹊径地针对到QDD领域,作者还是看好的。”

未来,服务机器人的一个重要特征是具备柔性,有着钢铁之躯的机器人避免在工作过程中对人体造成伤害。INNFOS SCA所具备的柔性功能将大大提高人机交互协作的安全性。

作者(任赜宇)体会过Emika Franka Panda和KuKA LWR iiwa的相应性能,低阻抗和重力补偿在肉感上感受的差距不大,但在碰撞检测方面,感受到较为明显的阈值力。

如今,INNFOS经历了8年风雨,柔性执行器SCA技术成熟,并已开发多种多系列产品型号。包括采用谐波减速器的QDD Pro系列、行星减速器的QDD系列和无减速器的DD系列,最小型号的SCA可应用于云台、无人机等,最大型号的SCA可应用于机器人、机械臂等。在高端机器人领域,中国企业终于有了一席之地。

至于人人都关心的价格问题,INNFOS的初衷是人人都能消费得起的、大众级别的消费级产品。最大型号的SCA售价不过万元,最小型号的SCA仅仅几百元。虽然比舵机的价格高了点,但其性能却不是舵机这一量级可比。在高精度、高性能、高集成化、具备柔性控制的执行器选择上,对比ANY Drive的高昂售价,柔性执行器SCA的价格可以说是相当喜人。

QDD原理决定了硬件实现成本较低

因为使用电流环做力控的原因,QDD原理的驱动器不需要有额外的机械结构件(附着应变片或编码器),可以有效地降低驱动器的硬件实现成本。使用复合材料的QDD LITE-NE30-36在大批量下,可以做到1000元左右(以下)的售价。

目前,柔性执行器SCA落地量产正在积极实施当中,INNFOS下一步的工作是软件的开发和完善。想要达到智能制造并不是简单地做好机器人的软硬件就可以实现,要有气魄去迎接更加艰巨的挑战。一方面要继续保持研发的动力,持续增加技术壁垒;另一方面是在量产的同时,提高产品质量和稳定性,完善售后体系。

工业4.0很快就会到来,在机器人行业这块肥沃的土地上,INNFOS必有作为!

正文已结束,您可以按alt+4进行评论