未來(lái)工業(yè)應用移動(dòng)機器人技術(shù)還將與人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據處理等技術(shù)加速融合,從而創(chuàng )造出新的技術(shù)、產(chǎn)品和應用模式。
移動(dòng)機器人主要需要解決定位、規劃、控制等問(wèn)題,目前重點(diǎn)的研究領(lǐng)域包括環(huán)境感知與建模、定位與導航、環(huán)境理解、多機器人協(xié)調等,未來(lái)移動(dòng)機器人將朝著(zhù)以下趨勢發(fā)展:
“自然導航+自主路徑規劃”成為主流

移動(dòng)機器人發(fā)展經(jīng)歷了有軌方式(如磁帶牽引方式)、信標方式(如二維碼)、無(wú)信標方式(如SLAM,即時(shí)定位與地圖構建)的不同階段。SLAM技術(shù)可以讓機器人在無(wú)信標的情況下也能實(shí)現定位導航,具有易部署、柔性等特點(diǎn),更加適合在運行環(huán)境復雜、業(yè)務(wù)經(jīng)常變動(dòng)的場(chǎng)景下應用,因此受到越來(lái)越多客戶(hù)青睞,正在成為業(yè)界主流趨勢。
行業(yè)發(fā)展顯示,導航技術(shù)的發(fā)展使設備從“車(chē)”逐漸過(guò)渡到“機器人”。隨著(zhù)新技術(shù)的發(fā)展,AGV自主化、智能化的程度越來(lái)越高,AMR的演進(jìn)更是廣泛擴大了行業(yè)的應用。
現階段,尚沒(méi)有任何一種能夠“包打天下”的導航方式,只能根據應用的特點(diǎn)來(lái)選取最適合的導航方式,不同應用對導航的要求并不一樣。在各種導航方式中,目前最受歡迎的是激光、視覺(jué)等不依賴(lài)人工環(huán)境的自然導航方式。
應用的多樣性決定了技術(shù)發(fā)展方向的多元化,衡量技術(shù)優(yōu)劣的標準依應用需求不同而不同,很難用統一的標準來(lái)衡量各種不同的技術(shù)。
深度學(xué)習將廣泛應用,加強機器人對周?chē)h(huán)境的理解
AI中的深度學(xué)習技術(shù)在計算機視覺(jué)中的應用主要有物體識別、目標檢測與跟蹤、語(yǔ)義分割、實(shí)例分割等,語(yǔ)義SLAM能把物體識別與視覺(jué)SLAM結合起來(lái),將標簽信息引入優(yōu)化過(guò)程中,構建帶物體標簽的地圖,實(shí)現機器人對周?chē)h(huán)境內容的理解。
傳統的2D障礙物檢測存在許多局限性,通過(guò)人工智能語(yǔ)義分割,可以更有效地判斷人或障礙物的情況,提高繞行效率,機器人系統可以提升應用效率和智能化水平。
新技術(shù)與機器人技術(shù)的加速融合將進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。移動(dòng)機器人的自主性主要體現在“狀態(tài)感知”、“實(shí)時(shí)決策”、“準確執行”這三個(gè)方面。物聯(lián)網(wǎng)、AI、5G等新一代信息技術(shù)與機器人技術(shù)相互結合,能夠讓設備高效交互,數據更加自由流動(dòng),并通過(guò)算法指揮硬件發(fā)揮最大效能。
規?;鹤鳂I(yè)成必然,更高效的多機協(xié)作方式成趨勢
機器人在實(shí)際應用中,通常是以集群的方式協(xié)同完成特定的任務(wù)。如:月臺的托盤(pán)搬運集貨,原材料的料箱存儲和揀選,產(chǎn)線(xiàn)之間的物料搬運;托盤(pán)可以使用無(wú)人叉車(chē)搬運,原材料的存儲揀選可以使用二維碼類(lèi)KIVA機器人,產(chǎn)線(xiàn)之間物料搬運可以使用SLAM機器人。
一旦達到幾百臺甚至上千臺機器人時(shí),簡(jiǎn)單的邏輯思考已經(jīng)不能解決問(wèn)題,整個(gè)群體協(xié)作的效率無(wú)法得到有效保證。這時(shí)候就需要機器人能夠不斷學(xué)習、不斷修正自身策略,AI將在其中扮演重要角色,讓整個(gè)系統不斷優(yōu)化,群體智能化程度越來(lái)越高。

當移動(dòng)機器人系統規模擴大,傳統的管理調度系統正面臨越來(lái)越苛刻的要求。移動(dòng)機器人管理系統需要對具有避障繞行能力的AMR進(jìn)行高效的交通管理和任務(wù)調度,異構移動(dòng)機器人系統共存于同一應用現場(chǎng)的情況將會(huì )越來(lái)越多地出現。
一部分新型的移動(dòng)機器人管理系統將走向分布式和云端部署,并具有可靠冗余能力;可以支持在線(xiàn)的地圖和策略更新,以適應變化的運行路線(xiàn)和調度策略;能夠對具有SLAM繞行能力的移動(dòng)機器人進(jìn)行優(yōu)化調度,高效、靈活地管理系統中的任務(wù)分配和交通管控;通過(guò)一定的標準化手段,管控好同一現場(chǎng)異構機器人系統之間的協(xié)調運行。
同構仿真、數字孿生,為客戶(hù)提供一站式服務(wù)
客戶(hù)在做智能化、自動(dòng)化改造的過(guò)程中,從方案設想,到方案設計和實(shí)際投入,中間會(huì )經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的決策鏈,通常這個(gè)決策過(guò)程依賴(lài)設計人員的經(jīng)驗,這樣可能會(huì )導致規劃結果和實(shí)際需求產(chǎn)生較大的偏差,導致浪費或工期延誤。
一套功能完備的同構仿真系統可以避免設計過(guò)程中的人為偏差,并且能夠極大提高評估效率;可以提供規劃、仿真、實(shí)施、運營(yíng)等一站式解決方案,實(shí)現同構仿真和數字孿生,極大減少機器人項目規劃風(fēng)險,提高運維效率。
應用場(chǎng)景將進(jìn)一步擴大
在技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的基礎上,未來(lái)移動(dòng)機器人的應用場(chǎng)景將進(jìn)一步擴大,將逐漸深入到制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域及環(huán)節。而伴隨著(zhù)終端客戶(hù)對智能化需求的進(jìn)一步提高,未來(lái)單個(gè)以AGV為主的項目將會(huì )越來(lái)越少,因此,不同類(lèi)型的移動(dòng)機器人以及移動(dòng)機器人與其他自動(dòng)化設備如何實(shí)現協(xié)調運作將成為考驗企業(yè)方案實(shí)施能力的關(guān)鍵。此外,從室內走向室外,園區物流等半封閉場(chǎng)景的戶(hù)外應用也將是移動(dòng)機器人發(fā)展的方向之一。未來(lái)工業(yè)應用移動(dòng)機器人技術(shù)還將與人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據處理等技術(shù)加速融合,從而創(chuàng )造出新的技術(shù)、產(chǎn)品和應用模式。