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當機器人越來越像人,它會成為我們生活的一部分嗎?

機器人服務的對象,不應僅是工廠裡冰冷的工業產品,更大應用場景存在於日常生活中。

記者 | 康愷

編輯 | 倪妮

儘管在三甲醫院做了20多年的主刀醫生,張建國卻從來不覺得自己有能力主導任何一台手術。

張建國是中國醫科大學航空總醫院消化內科主任。從業20余年,張建國早已在大大小小的手術中積累了足夠多的經驗。不過即便是幾分鐘就可以做完的微創手術,張建國也最多只能做好屬於自己的50%的工作,剩下的一半則取決於助手——任何一台內鏡手術,都至少需要兩個人合作完成。在手術中,醫生負責操控內鏡,助手負責把持器械,前者發出指令,後者執行。無論是再默契的團隊,在手術中都難以做到百分之百的默契。張建國經常會有無法掌控手術全局的不安感。

經過一些調查研究,張建國產生了研製內鏡智控機器人的設想,即讓機器人參與到手術過程中,發揮機器人穩定、可操控、無縫隙對接的優點,部分或完全取代助手的工作。機器人不但可以快速敏捷地接受醫生命令後完成規定動作,也能為高效安全實施手術提供保障。

在距離北京8795千米之外的慕尼黑,有一個人正在幫助張建國將設想變為現實。他叫陳兆芃,已經在德國宇航中心工作了十餘年。

陳兆芃從小就癡迷於機械製造之類的事物,大學時選擇了在機器人領域頗有建樹的哈爾濱工業大學。在哈爾濱工業大學,陳兆芃一路從本科讀到博士,隨後,他得到了一個在位於慕尼黑的德國宇航中心做研究助理的機會,其主要工作就是機器人技術的研發,其中的一些技術成果已經完成各種地表實驗,並搭載火箭飛向太空站服役。

不過,陳兆芃卻不希望機器人技術的應用場景僅局限於此。有一次,他嘗試將機器人用於一個全身癱瘓的美國老人身上。通過腦機接口操縱機器人,這個在輪椅上生活了20多年的老人第一次獨立地“端”起了水杯。

那一刻,也讓陳兆芃萌生了創立公司的想法,2018年8月,他和9個來自不同國家的德國宇航中心成員成立了思靈機器人(Agile Robots AG)。

思靈機器人。

思靈機器人誕生後,將最新技術落地成了陳兆芃團隊的重點。不過德國波瀾不驚的生活並不利於此,而中國對新技術則更加渴求與包容。於是,陳兆芃把公司的技術落地部分“搬”回了中國。

陳兆芃認為,當時被應用在業界的工業機器人,並算不真正意義上的機器人。因為對於機器人來說,它需要自己做任務規劃並執行。而當時市場上的機器人,只有人類的四肢,卻沒有感知能力。在執行任務時,都是程序員提前編程,對機器下達指令的。某種程度上,這些機器人只是一個自動化的機電一體化設備,更像機器而不像人。

這也意味著,這種技術只能應用在標準化較強的工廠裡,當面對複雜的工業環境,甚至情況更多變的家庭、醫院等環境,這種尚不具備智能分析功能的機器人就無能為力了。

據國際機器人聯盟調查顯示,目前工業機器人的應用只能滿足製造業需要的5%,且傳統的工業機器人大多都是位置控制,即機器人會嚴格按照預先設定的位置軌跡運動,對於一些非標準化場景以及一些需要與人協作的場景都無法應用。

陳兆芃想填補上這個空白。讓機器人擁有更強的大腦和四肢成為其研發重點。機器人首先需要擁有視覺識別的功能,同時它可以實現自行編程。如此,機器人對外的感知能力就能提高一個維度,從原來僅能感知到位置,提升到可以擁有視覺和觸覺。

同時,思靈機器人也增強了對力的觸感。對於人來說,將手機充電線插到手機孔裡是個再簡單不過的動作了,但這其實不僅需要視覺,還要有觸覺,可以知道線頭卡在什麽地方、什麽方向,再依此適時調整。所以對於對力觸感很弱的機器人來說,就很難完成——機器人操作任務的過程中,更多是依靠反射性動作。

視覺捕捉、大腦分析和力控技術,也構成了思靈機器人技術的核心。根據這三種核心技術,思靈機器人延伸出了兩個主要產品方向:機器人大腦和力控機器人。前者重點在於讓機器人擁有視覺功能,並可完成任務規劃,再結合力控的反饋,完成整個任務操作。第二條線主要就是機械臂、機械腳等產品,但思靈機器人試圖擁有更強的感知力,觸碰它的任何部位,它都能感知到。

2019年5月,第一台思靈機器人正式生產亮相。它可以精確地識別水杯在桌上的位置,並可以平穩拿起水杯,保證水不會濺到外面,或憑借精細的力感知和反應能力用針尖扎氣球而保證氣球不破,還能裝配精密零件而使零件不受損。

當思靈機器人手臂第一次穩定地抬起水杯時,陳兆芃已開始思考思靈機器人在汽車、消費電子、醫療和服務領域中的真實應用場景了。

這樣的場景並不缺乏。比如一直在尋求將醫療產業和工業相結合的張建國主任。得知思靈機器人的消息後,張建國帶著自己關於內鏡智控機器人的臨床設計方案找到了思靈機器人的北京公司。

在陳兆芃的設想裡,思靈機器人不僅可以幫助醫生在手術過程中增加穩定性和精度,長期來看,因為可以提高醫生手術的效率、精確率和成功率,它還可以幫助更好地分配醫療資源。

目前,雖然其產品尚未批量化投入,但其技術在測試階段已受到醫療界一些專家的認可。而在工業領域,因為思靈的力控機器人可以更好地實現汽車以及消費電子產品的柔性化生產和裝配,一些汽車配件供應商以及消費電子產品供應商也正在接洽思靈。

根據前瞻產業研究院發布的《2019-2024年中國工業機器人行業戰略規劃和企業戰略谘詢報告》顯示,在工業機器人領域,傳統的“四大家族”(ABB、庫卡、發那科、安川),在中國市場份額合計超過60%,眾多的國產機器人品牌只能在剩餘的30%中爭奪剩下的市場份額。

截至2018年年底,中國已經連續五年成為全球第一大工業機器人產銷國,中國工業機器人銷量已達15.64萬台,超過全球總量的1/4。但中國的工業機器人技術發展尚屬初期。據工信部2019年3月統計數據顯示,中國涉及機器人生產的企業已逾1000家,其中超過200家是機器人本體制造企業。這些國產品牌的特點是,多以組裝和代加工為主,處於產業鏈底端,且產業集中度低、總體規模小。

擁有核心技術的機器人公司正受資本青睞。目前,根據158家工業機器人公司公布的融資數據來看,A輪前後的企業佔大多數。天使輪一直到A+輪共佔總輪資比重的71.51%。2019年6月底,思靈機器人也完成了由高瓴資本、線性投資、紅杉資本中國基金等共同投資的Pre-A輪融資。高瓴和線性投資同時也是其種子輪和天使輪的投資者。

陳兆芃認為,雖玩家眾多,但工業機器人領域仍遍布機會。比如當年的AlphaGo儘管戰勝了李世石,但它並沒有能力將棋子真正放在棋盤上,而通過結合視覺識別、AI算法和力控技術,思靈機器人卻有能力幫助它做到這一點。

他還時常想起在德國學習時,導師Hirzinger院士講過的一個例子:Hirzinger已經70多歲了,而他近百歲的母親則住在距離慕尼黑4小時車程的科隆。Hirzinger院士經常聯繫不上自己的母親,僅僅是因為他的母親沒有把固定電話的話筒放好;而他的母親由於一個人居住經常著涼,僅僅是因為半夜被子掉了沒有人幫她重新蓋好。

“這些生活中的剛需能不能成為機器人使用的終極場景呢?機器人服務的對象,不僅再是工廠裡冰冷的工業產品,而是可以進入日常生活、家庭的服務型機器人?”Hirzinger院士常常和陳兆芃探討。

在陳兆芃看來,工業機器人的發展可以大致分為三個階段。第一階段是流程化的工業環節,第二階段是複雜的工業化環節,第三階段就是更複雜環境的to C環節。思靈機器人目前所做的,是使工業機器人從第一階段到第二階段邁進。但第三階段才是思靈機器人的最終目標,因為這才意味著,機器人將實現從機器到人的轉變。

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