大寰机器人:光有大脑还不够,它给机器人打造了一双“巧手” | 创业

机器人都没有像人那样灵活的手,何以谈”智能“?

人类对打造现实中的机械姬,乐此不彼。随着智能时代,人工智能时代的相继到来,有的人对赋予机器人智慧的软件有兴趣,有的人热衷于构建机器人的硬件。比如,小觅智能为机器人打造了一双“慧眼”,思岚科技为机器人带来了脚——自主移动方案,科大讯飞等语音识别公司给机器人带来了语音沟通的能力,竹间智能希望带给机器人情感。现在,大寰机器人想要给机器人打造一双灵巧的“手”。

成立于 2016 年的大寰机器人是一家自主研发机器人手爪、机器人灵巧手/手臂、力控驱动器、传感器等相关软硬件的企业。其针对工业、物流、服务机器人、教育等行业,提供智能识别与抓取解决方案。简单来说,它为机器人打造了一双像人手一般的智能夹爪。不过,据大寰机器人 COO 许双甲介绍,目前,大寰主要以协作机器人、工业机器人应用场景切入。

他介绍道,工业机器人市场已经迎来爆发,中国每年机器人投放量的平均增长率为 30%,居全球首位,但机器人对人工占比仍为万分之一,具有很大的上升空间。协作机器人安全性高,可以和人类配合工作,是机器人发展的新方向。随着制造业的转型升级,劳动成本持续上升,机器替人的潜力巨大。根据 BIS Research的研究数据显示,到 2021年,协作机器人的市场销量将达到 15 万台,销售额有望增至 20 亿美元。

“从整个工业机器人使用情况来看,机器人抓取和堆放(Pick & Place)操作占机器人使用总量的 60%,机器人夹爪是完成机器人工作的重要工具。”许双甲强调,在工业场景,机器人少不了“手”。其实我们的脑海里可以浮现制造业工厂里生产流水线上做分拣等工作的机器人。

当然,大寰机器人肯定不是第一个要给机器人造“手”的企业。许双甲介绍,目前,市场上常见的机器人末端执行器一般有三种:气动夹爪、吸盘、传统短行程电爪。”国内外大行程电动夹爪处于起步阶段,国内还没有成熟产品,潜力巨大,是一片蓝海。”他说。许双甲具体介绍了市面上的产品有哪些局限。

首先是气动夹爪。这种夹爪一般是根据项目需求非标定制的。“比如生产线是生产 iPhone4,就需要针对 iPhone4 外壳的大小定制。如其外壳是 58mm,厂商就制作一个针对抓 58mm宽的小行程气动夹爪,开合仅仅 5-10mm,只抓取这一个工件。而吸盘主要用于食品软包、堆箱码垛等平整易于吸取物体的应用场景中。此外,气动方案还需要现场气源等配套设施,配置起来也会比较麻烦,同时无法与 AGV 等配合,用于移动抓取与搬运。”许双甲说道。

第三种是传统电动夹爪,其好处是不需要现场气源,只需电线或者信号线就可以了,简单易操作。“但传统的电爪劣势也比较明显,其更多的也是需要定制化选型,一旦换产品则需要更换夹爪,在产品订制化、产线柔性化需求越来越强的今天,往往需要制作很多夹爪配合快换装置使用,成本较高的同时设计难度也会随之加大。”许双甲表示传统电动夹爪有小行程、弱通用性的特点。

总结来说,目前工业中应用的夹爪产品没有标准化,要抓取各种不同的物体或零件时,工厂需要自主开发对应的夹具。而工厂在找不到合适的执行器的时候,往往会对每一个产品开发一款相对应的夹具及对机器人编程,耗时耗力,而且不能用于其他产品上。也就是说,夹爪局限于定制化,很难形成量产,或者规模化销售。而且,目前国内的工业机器人大部分市场被国外品牌垄断,夹爪这种细分领域的本土创新企业本就不多。

所以,大寰试图以自己的创新方式来为机器人智能抓取的市场添砖加瓦。据许双甲介绍,大寰团队研发出国内首款可切换手指构型与抓持模式的大行程、自适应机器人电爪,具体产品包括AG-95L 和DH-3 。

就像上文所述的那样,传统机械夹爪一般应用在固定场景,或者抓取同一种类物品,而大寰 AG-95L 与 DH-3 开合行程大、可自动适应不同形状的被抓取物体,无需更换手爪,实现一“手”多用,相比于传统的抓取方案更加方便和灵活。“AG-95L 和 DH-3 电动夹爪一定程度上标准化了夹具产品,可以兼容各种工业/协作机器人手臂,一定大小与重量范围内,对不同的抓取物品不需要重新更换手爪,大大降低了工厂的成本,提高了生产效率。”大寰的产品具有大行程的特点,其抓取行程可超 100 mm,也就是说可以适应各种大小的物件。

当然,除了可以适应各种大小的物件,大寰机器人夹爪还有一大特色,即可以在抓取软硬不一样的物件时,调整抓取力度。这是一项很有用的功能。“对硬和重的物件,我可以把抓力调大,如果是软包和易碎品的抓取,可以将抓力相应减小。”许双甲介绍道,调整抓力的方式有几种:

一是人为在系统的固定程序里调整。二是通过视觉识别来给生产线上的物件与系统的固定程序模板进行匹配相应的抓力。“就像人的眼睛看到了一个苹果,他的大脑里就会告诉需要多大的力气去抓取这个苹果。”他说。还有一种方式是在夹爪的末端增加触觉传感器,通过反馈算法,实时地自动去调节。“这种方式多处于科研状态,出于成本、响应时间等多方面的考虑,目前还很少在真实的工业场景使用。”目前大寰也在开发另一种抓取方式,即以视觉定位与识别为引导,提供机器人智能抓取方案。智能制造的时代在于降本增效,机器人与末端执行器的智能化甚至可以一定程度上精简工艺流程,提高生产效率降低成本。所以,“易于扩展、配套要求低、功能性与场景适应能力强”等特点让这类电动夹爪的使用将会成为一个趋势。

“现在,工业机器人整条产线都在讲智能化、柔性化,这种情景下对夹爪的新需求特点是:可以像人手一样,可以开合较大距离,可抓不同大小、不同形状的东西,可调节抓力的大小。”他表示。“我们会找一至两个垂直行业先切入推广,比如说加工上下料、物流分拣、包装、检测等,可能会应用到一些细分行业的细分应用中,因为有了这样的新产品、新技术,也会满足一些之前的机器人完成不了的应用,诞生一些新的应用,比如鞋厂的自动化替人、电子产品的自动包装等等。”许双甲强调大寰的团队很务实,并且“对技术抱有敬畏之心”,希望先把产品做好,找到垂直行业的切入点。

“产品技术上的创新会比在商业模式上的创新更好。”作为以技术为驱动的企业,大寰始终相信工业机器人这个大的产业,沉下心来将优质创新的技术转化为稳定、优质的产品才是正确的态度。大寰的几位联合创始人来自伦敦国王学院的机器人实验室,参与过多个国际与国内机器人项目研发。不过,真正到来做企业的时候,并非是一帆风顺。

“科研上的东西是越复杂、越新奇越好,但企业是要落地、要量产,要真正把它用到一些场景中。所以,产品最重要的其实不是功能性,而是稳定性。”许双甲回忆起一个技术团队对于商业理解的心路历程。“其实我们花了大量的精力研究如何把产品做得稳定高效。我们一直对技术做“减法”,但是同时又花费了大量精力,在一些细节上反复打磨。”他说。而这些静心打磨即铸就了大寰的护城河。许双甲认为,大寰在技术创新和团队研发能力方面有很强的竞争力。工业机器人领域的硬件研发壁垒相对较高。而我们在研发技术上已经有积累,产品也已经独立开发出来了,所以我们可以很快地针对一些垂直应用拓展产品,改进产品。”他觉得,在国内,同类型的电动夹爪,大寰做的最早,专注于这个领域,所以在市场培育和认知方面,也拥有着一定的壁垒。

对于工业机器人的商业模式,目前主流依然是以售卖为主,但是很多工业机器人应用如木蚁机器人等都在积极地探索租赁模式。对于这两种模式,大寰有自己的打算。“模式应该分两种情况不一而论,一是工业场景,适合以项目集成、硬件销售的方式。二是如果以后涉足服务机器人、新零售领域的抓取方案,也许可以租赁的形式,因为这个市场对价格比较敏感。”许双甲透露,虽然,目前大寰的是在做工业机器人领域,但是未来也会根据市场需求,考虑向服务机器人进军。

据悉,大寰已经完成数百万元天使轮与千万元级 Pre-A 轮融资。大寰机器人的四款主要夹爪产品,AG-95L 两指、DH-3 三指、AG-90 两指自适应夹爪、PG-50 平行夹爪已经在今年年初实现量产并推向市场。