能造鞋、倒啤酒的協(xié)作機(jī)器人，會(huì)是一個(gè)新風(fēng)口么？

美國時(shí)間4月26日，全球知名自動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商泰瑞達(dá)將1.48億美元砸向一家協(xié)作機(jī)器人創(chuàng)業(yè)公司Mobile Industrial Robots（簡稱MiR ），并承諾如果到2020年MiR能達(dá)到業(yè)績目標(biāo)，還將追加1.24億美元。

然而，鮮為人知的是，三年前泰瑞達(dá)就曾將2.85億美元砸中另外一家機(jī)器人Universal Robots，也就是國際知名的丹麥協(xié)作機(jī)器人公司優(yōu)傲機(jī)器人。

到底是什么驅(qū)使著這個(gè)自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)巨頭，肯花費(fèi)高達(dá)4.33億美元兩次收購協(xié)作機(jī)器人創(chuàng)企呢？今天，智東西梳理出了全球40多家協(xié)作機(jī)器人企業(yè)，帶你看清令巨頭資本頻頻倒向的協(xié)作機(jī)器人行業(yè)有何玄妙之處。

前幾年，工業(yè)領(lǐng)域“機(jī)器換人”的呼聲不斷，然而卻在技術(shù)不成熟、應(yīng)用不現(xiàn)實(shí)的情況下漸漸失去了聲響。取而代之，“人機(jī)協(xié)作”成為產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和市場方面的共識(shí)。

而“人機(jī)協(xié)作”的基礎(chǔ)是“協(xié)作機(jī)器人”，這種機(jī)器人與傳統(tǒng)的汽車制造廠中組裝馬達(dá)、底盤而不需人靠近的大型工業(yè)機(jī)器人不同，協(xié)作機(jī)器人更加?jì)尚?，甚至可以放在桌面上工作，而其最突出的特點(diǎn)是可以與人類“筆肩作戰(zhàn)”，共同完成工作。正是由于協(xié)作機(jī)器人既能協(xié)作人類完成工作，又能友好保障人類的安全，因此它也成為機(jī)器人行業(yè)的新熱門領(lǐng)域。

就在前兩天，阿迪達(dá)斯的第二座機(jī)器人工廠Speedfactory也正式宣布落成，這個(gè)占地7.4萬平方英尺的“黑科技”工廠只有150名人類雇員，大部分工作都由機(jī)器人和人類協(xié)作完成。Speedfactory專門用于生產(chǎn)私人訂制款和限量版的運(yùn)動(dòng)鞋——你腳上的阿迪達(dá)斯說不定就出自它們之手。

市場方面也同樣看好協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域，2016年Markets and Markets和Research and Markets兩家市場調(diào)查公司紛紛發(fā)布報(bào)告稱：到2021年，協(xié)作機(jī)器人的全球銷售總額將達(dá)20億美元。緊接著，2017年Transparency Market Research也發(fā)布報(bào)告稱到2024年低，全球協(xié)作機(jī)器人市值將達(dá)950億美元，實(shí)現(xiàn)年均30%復(fù)合增長。

如此看來，從學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界到市場環(huán)境，所有人都認(rèn)為協(xié)作機(jī)器人將成為機(jī)器人行業(yè)發(fā)展的方向。然而，目前我們卻沒有看到協(xié)作機(jī)器人呈現(xiàn)爆發(fā)式的應(yīng)用，為什么協(xié)作機(jī)器人這把火點(diǎn)了兩三年，卻還是無法讓協(xié)作機(jī)器人真正大火起來呢？

最近，智東西調(diào)查了協(xié)作機(jī)器人這一行業(yè)，發(fā)現(xiàn)目前做協(xié)作機(jī)器人的較為知名的企業(yè)已有30多家，其中不僅工業(yè)機(jī)器人四大家族全部入局，由于入門成本較低也吸引了不少創(chuàng)業(yè)者涌入。我們發(fā)現(xiàn)目前，協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在輕工業(yè)領(lǐng)域，雖具有成本低、操作簡單的優(yōu)點(diǎn)，但也在技術(shù)和能力上有所限制。

協(xié)作機(jī)器人與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的區(qū)別

既然，協(xié)作機(jī)器人主要應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，那么協(xié)作機(jī)器人與傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人相比有哪些優(yōu)勢(shì)呢？

1. 安全性高。傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人由于不能感知人的存在，傻乎乎地完全聽令于既定程序，對(duì)人來說非常危險(xiǎn)，因此人類與機(jī)器人必須要保持必要的距離。協(xié)作機(jī)器人通過配備多重傳感器，可以感知人的存在，因此無需使用安全圍欄將人機(jī)隔離，人和機(jī)器人始終在進(jìn)行交互，相互配合完成工作。

2. 操作簡單。大部分的協(xié)作機(jī)器人的主機(jī)都非常小，對(duì)安裝場地的限制也非常小，安裝起來非常的簡便，并且可以手動(dòng)調(diào)整位置或移動(dòng)。傳統(tǒng)的機(jī)器人編程非常復(fù)雜、耗時(shí)，并且需要專業(yè)人士進(jìn)行處理，而協(xié)作機(jī)器人的廠商，會(huì)為其搭配相應(yīng)的系統(tǒng)軟件，編程也變得更加容易，因此可以頻繁的進(jìn)行任務(wù)轉(zhuǎn)換。

3. 成本低。使用成本一直是限制機(jī)器人應(yīng)用的一個(gè)重要問題，傳統(tǒng)機(jī)器人中機(jī)器人本體成本占系統(tǒng)總成本的25%～30%，其余成本則是關(guān)于機(jī)器人編程、安裝以及專用的屏蔽工作間等。而協(xié)作機(jī)器人的成本主要在于學(xué)習(xí)、操作、安裝配置等方面的成本。

不過，協(xié)作機(jī)器人也有一定的局限性，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：

1. 速度慢。協(xié)作機(jī)器人的運(yùn)行速度只有傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的1/3～2/3，造成這一問題的原因是協(xié)作機(jī)器人需要對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，以防傷害到人，因此運(yùn)行的速度比較慢。

2. 負(fù)載小。協(xié)作機(jī)器人的負(fù)載都較低，一般都在10kg以下，這個(gè)缺點(diǎn)也是由于為了降低碰撞造成的損失，同時(shí)協(xié)作機(jī)器人較小的自重也導(dǎo)致協(xié)作機(jī)器人的剛性比傳統(tǒng)機(jī)器人差很多，重復(fù)定位精度也更低。因此，協(xié)作機(jī)器人在輕工業(yè)和演示教學(xué)方面應(yīng)用更廣泛。

3. 工作范圍小。協(xié)作機(jī)器人的體積一般都較小，常常被用于桌面，機(jī)器臂的長度有限，所以協(xié)作機(jī)器人的工作范圍也比較小，這也限制了協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用場景和領(lǐng)域。

協(xié)作機(jī)器人四大派系玩家就位

整體上看，目前協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域吸引了非常多的玩家入局，不僅工業(yè)四大家族（ABB、發(fā)那科、庫卡、安川機(jī)電）全部入局，還有歐姆龍、博世、柯馬等大型企業(yè)，以及Rethink、Franka、優(yōu)傲等知名創(chuàng)企。

國內(nèi)方面，新松、格力、大族激光等都在入局協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域，遨博智能、節(jié)卡機(jī)器人、珞石機(jī)器人、艾利特等創(chuàng)業(yè)公司的也在積極研發(fā)和開拓市場。由于玩家所處地理位置的不同，相對(duì)在工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)上也會(huì)有所差異，因此，我們將協(xié)作機(jī)器人玩家大致分成了四大派系：歐系、美系、日系和國產(chǎn)系。

一、歐系：

1. 優(yōu)傲機(jī)器人

歐洲是現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)源地，工業(yè)技術(shù)和基礎(chǔ)實(shí)力都很強(qiáng)，四大家族的ABB、庫卡都發(fā)源于歐洲。在歐系里，丹麥的優(yōu)傲機(jī)器人是協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域的核心玩家，2008年推出的首款協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品UR5也成為不少后入玩家爭相模仿的對(duì)象。

優(yōu)傲成立于2005年，2011年開始進(jìn)入中國市場，2015年被美國自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的大型供應(yīng)商泰瑞達(dá)以2.85億美元現(xiàn)金收購。2008年優(yōu)傲推出的UR5被認(rèn)為是世界上第一臺(tái)協(xié)作機(jī)器人，僅通過聲音、手勢(shì)、圖形就能夠理解人類指令，模塊化的插頭和生產(chǎn)部件，僅需三天就可完成機(jī)器人系統(tǒng)的部署。目前，優(yōu)傲的協(xié)作機(jī)器人主要有UR3、UR5和UR10三個(gè)系列，其中的3、5、10代表的是協(xié)作機(jī)器人的負(fù)載能力（以kg為單位）。

2. ABB

作為工業(yè)機(jī)器人四大家族的ABB，也十分看好協(xié)作機(jī)器人市場。2015年ABB推出了雙臂協(xié)作機(jī)器人YuMi?(有人將其譯為“玉米”)，YuMi的外觀設(shè)計(jì)非常有趣，看起來像一個(gè)抱臂的人類，該設(shè)計(jì)也曾獲得德國的紅點(diǎn)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。YuMi采用單臂七軸，雙臂14軸的設(shè)計(jì)，機(jī)身小巧、重量輕，非常靈活，運(yùn)動(dòng)速度也更快，缺點(diǎn)是負(fù)載太小，單臂負(fù)載只有500g。2017年的東京機(jī)器人展會(huì)上，ABB還展會(huì)了單臂的YuMi，據(jù)稱將在2018年正式推出，不過目前還沒有任何動(dòng)靜。

二、美系：

1. Rethink Robotics

美國作為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)源過，在工業(yè)實(shí)力和軟件實(shí)力上都具有優(yōu)勢(shì)。在前沿技術(shù)的研究上，美國的知名大學(xué)也是種走在前列。近年來美國不少大學(xué)的教授開始創(chuàng)業(yè)，其中MIT機(jī)器人教授、原人工智能實(shí)驗(yàn)室主任Rodney Brooks就是其中之一。他不僅聯(lián)合創(chuàng)始iRobot，還在2008年創(chuàng)立了協(xié)作機(jī)器人公司Rethink Robotics。

Rethink Robotics是協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域的知名玩家，2012年Rethink推出了首款協(xié)作機(jī)器人Baxter。2015年又推出比Baxter體型更小的協(xié)作機(jī)器人Sawyer，可完成測(cè)試電路板等高精度工業(yè)任務(wù)。Sawyer有亮眼的紅色機(jī)械臂，并且還配有可現(xiàn)實(shí)卡通臉的屏幕，它也非常受市場的歡迎，不僅日本的機(jī)器人咖啡廳采用了Sawyer，此前伯克利大學(xué)研究的機(jī)器人“預(yù)見未來”算法也是利用這款機(jī)器人做的開發(fā)。

三、日系：

1. 安川機(jī)電：

日本的工業(yè)化也非常的發(fā)達(dá)，四大家族的發(fā)那科和安川機(jī)電就是日企，它們?cè)跈C(jī)器人核心零部件減速機(jī)和伺服電機(jī)上，幾乎處于壟斷地位。繼ABB推出了雙臂YuMi機(jī)器人，庫卡推出了七軸LBRiiwa機(jī)器人，安川電機(jī)也研發(fā)出了36厘米的六軸機(jī)器人MotoMINI，可搬運(yùn)重量為500g，最大伸展距離為246mm，重量為4.3kg。采用人可抱起搬走的尺寸，也可安裝在桌子上。速度方面，MotoMINI將特定動(dòng)作的節(jié)拍時(shí)間縮短了25%，可用于高速動(dòng)作的部件組裝工作。而在精度方面，MotoMINI也達(dá)到了反復(fù)定位精度±0.02mm。

四、國產(chǎn)系列：

目前，中國出現(xiàn)了許多的協(xié)作機(jī)器人玩家，以國內(nèi)機(jī)器人龍頭企業(yè)新松為代表，同時(shí)由董小姐帶領(lǐng)的格力也在去年展出了單臂、雙臂兩款協(xié)作機(jī)器人。除了這些大型企業(yè)入局外，由于協(xié)作機(jī)器人小型、輕量的特點(diǎn)也使得玩家的入門成本低于大型的工業(yè)機(jī)器人，同時(shí)在應(yīng)用領(lǐng)域上，協(xié)作機(jī)器人也可用于輕工業(yè)和服務(wù)業(yè)，主要是在3C行業(yè)和醫(yī)療輔助方面。

1. 新松機(jī)器人

2015年在上海工博會(huì)上，新松推出了其自主研發(fā)的柔性多關(guān)節(jié)國內(nèi)首臺(tái)七軸雙臂協(xié)作機(jī)器人，具有高靈活性、安全性、自主避障、快速配置等特點(diǎn)，基于可動(dòng)仿生雙眼視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)深度信息和三維重構(gòu)技術(shù)。

2. 遨博智能

遨博智能是一家成立于2015年的國內(nèi)機(jī)器人創(chuàng)企，不過這家公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)卻是集合了北航、清華、中科院以及美國密歇根理工大學(xué)的研究者，研發(fā)人員的數(shù)量占到公司總數(shù)的2/3。據(jù)遨博智能工作人員透露，遨博智能的產(chǎn)品零部件全部是國產(chǎn)化產(chǎn)品，自主研發(fā)率達(dá)90%以上。產(chǎn)品方面，他們推出了工業(yè)級(jí)機(jī)械臂i5和針對(duì)教育行業(yè)的輕量機(jī)械臂MRA7。

協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用場景

2013年中國成為工業(yè)機(jī)器人最大的市場，因此工業(yè)領(lǐng)域也成為協(xié)作機(jī)器人用量最大的領(lǐng)域。目前，協(xié)作機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域有七大場景應(yīng)用：拾取、放置、設(shè)備看護(hù)、包裝碼垛、加工作業(yè)、精加工作業(yè)、質(zhì)量檢測(cè)。這些應(yīng)用主要是代替工人進(jìn)行重復(fù)性高、危險(xiǎn)性高的勞動(dòng)。

除了工業(yè)領(lǐng)域，協(xié)作機(jī)器人因其可對(duì)人類進(jìn)行感知，安全性高，還被用于服務(wù)行業(yè)。比如，今年2月日本東京澀谷的“奇特咖啡廳”，就采用了Rethink Robotics的Sawyer來為客人服務(wù)。Sawyer所附帶的屏幕可以現(xiàn)實(shí)出卡通表情，同時(shí)它還可以發(fā)出“歡迎光臨、來點(diǎn)美味的咖啡怎么樣”的語音來迎接客人。只要設(shè)定好程序，協(xié)作機(jī)器人還可以做倒咖啡、烹飪美食或者輔助人類支撐攝像機(jī)等工作。

醫(yī)療市場也是協(xié)作機(jī)器人的一大應(yīng)用領(lǐng)域，比如，丹麥的哥本哈根大學(xué)醫(yī)院就采用兩臺(tái)UR5機(jī)器人每天處理3000個(gè)血樣，并能夠保持在1小時(shí)內(nèi)交付90%以上的結(jié)果，使可分析樣本增加了20%。此外，在3月份的AWE上，智東西遇到了跟隨美的來到展會(huì)現(xiàn)場的庫卡，庫卡不僅展示了機(jī)器人倒啤酒的“絕技”，還展示了輕量型機(jī)器人LBR Med，可用于輔助內(nèi)窺鏡檢查或活檢，還可用于鋸骨或固定椎弓根螺釘。

近年來，繼亞馬遜kiva系統(tǒng)后，倉儲(chǔ)物流機(jī)器人成為新風(fēng)口，引得阿里、京東、?？低暋⑻K寧等紛紛布局。國內(nèi)也出現(xiàn)了許多創(chuàng)企，美的旗下的安德森、與京東合作的馬路創(chuàng)新等等。這些物流倉儲(chǔ)機(jī)器人在倉庫與人類合作分揀貨物，機(jī)器人之間也彼此相互配合。

協(xié)作機(jī)器人的發(fā)展瓶頸

對(duì)于國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)來說，核心零部件始終是一個(gè)大問題，主要涉及對(duì)標(biāo)減速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的精密減速機(jī)、伺服電機(jī)、控制器三大部件。而國內(nèi)機(jī)器人的三大核心部件基本依賴進(jìn)口，而這三者的成本占達(dá)到了70%，嚴(yán)重影響了國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人的議價(jià)能力。

美的機(jī)器人研究中心研究員龔黎明博士認(rèn)為，協(xié)作機(jī)器人需要大量的傳感器的使用，并搭配保護(hù)工作人員的安全算法。由此來看，機(jī)器人是一個(gè)計(jì)算機(jī)學(xué)、工程學(xué)、動(dòng)力學(xué)等多專業(yè)交叉的學(xué)科，想要開發(fā)出滿足用戶需求的優(yōu)秀產(chǎn)品也是十分不容易的。因此，協(xié)作機(jī)器人的研發(fā)對(duì)人才的要求也非常高，主要有負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)，以及負(fù)責(zé)加工、組裝、質(zhì)量控制的生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)。

協(xié)作機(jī)器人雖然有著體積小，安全性高的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)用性上也有一些不足。比如Sawyer的圖形界面，只能進(jìn)行一些簡單的拾或取動(dòng)作，稍復(fù)雜的工作還是會(huì)涉及到使用機(jī)器人語言進(jìn)行編程，增加了機(jī)器人的部署時(shí)間以及開發(fā)者的工作量。因此，協(xié)作機(jī)器人的軟件系統(tǒng)還需降低使用門檻，才能吸引到更多的消費(fèi)者。