作者：大衛(wèi)·H·弗里德曼 (David H. Freedman) 是美國波士頓的一位科普作家。他的文章發(fā)表在《大西洋月刊》、《新聞周刊》、《發(fā)現(xiàn)》、《Marker by Medium》和《連線》等許多出版物上。

對于曾在繁忙的服務(wù)站之一的輪胎店等待輪到他們的汽車的人來說，一個周末的好消息是：更換輪胎所需的時間將減少四分之三。這是因為底特律一家名為 RoboTire 的初創(chuàng)公司正在幫助機(jī)器人學(xué)習(xí)如何做。

該合資企業(yè)主要由大型輪胎連鎖店 Discount Tire 等提供資金，但 RoboTire 的機(jī)器人有望最終在各種類型和規(guī)模的輪胎和汽車商店找到工作?！跋胂霗C(jī)器人可以完成的所有不同的車輛維修工作?！泵绹七M(jìn)自動化協(xié)會主席 Jeff Burnstein 說（該協(xié)會是一個主要的全球貿(mào)易協(xié)會，其成員包括 750 多個機(jī)器人和相關(guān)組織。）

自通用汽車公司于 1961 年安裝了世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人以來，機(jī)器人一直在幫助制造汽車。從在裝配線上焊接門到在當(dāng)?shù)厣痰旮鼡Q輪胎是一個巨大的飛躍，然而，考慮到其中涉及的多個高度可變的步驟更換任何駛?cè)牒车能囕v的輪胎——更不用說大型工廠和輪胎店之間的經(jīng)濟(jì)規(guī)模差異了。

這個用例只是機(jī)器人技術(shù)和相關(guān)工業(yè)自動化技術(shù)開始影響全球各種規(guī)模和類型的制造業(yè)甚至服務(wù)業(yè)的數(shù)千種方式中的一個小例子。機(jī)器人軟件開發(fā)商 Ready Robotics 的產(chǎn)品副總裁兼前高級制造自動化負(fù)責(zé)人 Juan Aparicio 表示：“無論是組裝產(chǎn)品、裝箱貨物，還是清理餐廳廚房，對機(jī)器人的需求都在增長。”西門子。

工作創(chuàng)造者，而不是殺手

僅在 2021 年前三個季度，北美公司的機(jī)器人訂單就攀升至近 30,000 臺。這相當(dāng)于約 15 億美元的機(jī)器人訂單，比 2020 年同期的機(jī)器人銷售額增長了約 50%。更重要的是，來自汽車行業(yè)以外的機(jī)器人訂單首次超過汽車公司的訂單，占所有訂單的三分之二。

工業(yè)機(jī)器人向更廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)變正在加速。推動這種轉(zhuǎn)變的是兩個在 2021 年遭受重創(chuàng)的趨勢：跨行業(yè)勞動力短缺（僅 2021 年 8 月就有超過 400 萬美國工人辭職）和全球供應(yīng)鏈緊縮促使公司提高本地制造能力。

勞動力短缺、供應(yīng)鏈緊縮和在線銷售增長導(dǎo)致對可幫助運(yùn)輸物流的機(jī)器人的需求飆升

這就是為什么專家預(yù)測機(jī)器人激增將持續(xù)下去，機(jī)器人將在本十年內(nèi)接管全球多達(dá) 2000 萬個制造業(yè)工作崗位，每個部署的機(jī)器人平均取代 1.5 個人類工人。然而，有一個令人高興的收獲：同樣的專家普遍認(rèn)為，公司從機(jī)器人中獲得的生產(chǎn)力提升將推動創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會，因此即將到來的機(jī)器人革命的凈效應(yīng)將是增加招聘?！皺C(jī)器人訂單激增，但就業(yè)率處于歷史低位，因此機(jī)器人顯然不是工作殺手，”伯恩斯坦說。“他們將主要從事人們不想做的重復(fù)性、不安全的工作，并為人們創(chuàng)造更好的工作?！?/p>

也就是說，工業(yè)機(jī)器人需要一些關(guān)鍵的進(jìn)步才能完全流行起來。對于初學(xué)者來說，他們必須變得更容易編程。汽車公司以及亞馬遜和聯(lián)邦快遞等巨頭有能力聘請數(shù)百名機(jī)器人編程專家，但大多數(shù)公司無法吸引或負(fù)擔(dān)得起這種稀缺的、高度專業(yè)化的專業(yè)知識。

機(jī)器人行業(yè)正在通過開發(fā)機(jī)器人控制軟件做出回應(yīng)，任何具有普通計算機(jī)專業(yè)知識的人都可以更快地掌握這些軟件。“為機(jī)器人編程一半是科學(xué)，一半是藝術(shù)，”工業(yè)機(jī)器人的主要生產(chǎn)商愛普生機(jī)器人公司的產(chǎn)品管理和開發(fā)總監(jiān) Rick Brookshire 說?！斑@就是為什么公司需要幾個月的時間來實施機(jī)器人解決方案。但現(xiàn)在我們正在提供應(yīng)用程序編程平臺，使公司可以在幾天內(nèi)輕松啟動并運(yùn)行機(jī)器人?！?/p>

Ready Robotics 的 Aparicio 說，讓工業(yè)機(jī)器人更容易和更快地設(shè)置有助于打開它們進(jìn)入新應(yīng)用的世界。他指出，復(fù)雜的編程對于將執(zhí)行相同任務(wù)多年的機(jī)器人或可用于數(shù)百個安裝的應(yīng)用程序（例如操作油炸鍋的機(jī)器人）來說是很好的。

然而，大多數(shù)公司都想要一個可以輕松設(shè)置以完成一項獨特任務(wù)的機(jī)器人，然后再為其他任務(wù)重新編程——Ready Robotics 和其他公司正在通過易于使用的應(yīng)用程序開發(fā)工具來滿足這一要求，這些工具位于更復(fù)雜的編程環(huán)境之上?！拔覀冃枰龣C(jī)器人編程的準(zhǔn)入門檻，”Aparicio 說?！凹词鼓銓C(jī)器人一無所知，如果你知道如何編寫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，你應(yīng)該能夠設(shè)置機(jī)器人。”

眼見為實

即使機(jī)器人編程變得更容易，分配給機(jī)器人的任務(wù)也變得越來越困難。Epson 的 Brookshire 說，隨著機(jī)器人在電子和生物醫(yī)學(xué)生產(chǎn)中變得越來越普遍，情況尤其如此?！半S著計算機(jī)硬盤驅(qū)動器、助聽器和 DNA 測試等產(chǎn)品中的組件變得越來越小，機(jī)器人操縱這些部件的精度要求也越來越具有挑戰(zhàn)性，”他說。他指出，傳統(tǒng)機(jī)器人必須精確到十分之一英寸，而處理這些更精確任務(wù)的機(jī)器人必須將它們運(yùn)動中的任何變化都精確到千分之十英寸。

不僅如此，這些要求更高的任務(wù)也不再能夠在完全相同的位置重復(fù)完全相同的動作。傳統(tǒng)的機(jī)器人通常被放置在裝配線上以操縱在一致位置滾動的零件，而今天的機(jī)器人通常必須拾取數(shù)十個位置或方向可能以不可預(yù)測的方式變化的組件。與此同時，在亞馬遜和其他倉庫中越來越普遍的移動式揀貨機(jī)器人不僅需要在行進(jìn)過程中避開路徑上的物體，而且還必須能夠抓取任何形狀、大小和位置的包裹.

電子產(chǎn)品的小零件和超精細(xì)特性推動了對操作精度越來越高的機(jī)器人的需求

為了應(yīng)對，機(jī)器人現(xiàn)在經(jīng)常配備一個或多個攝像頭來識別組件及其位置以及機(jī)器人的周圍環(huán)境。他們還在抓手上配備了“力傳感器”，提供類似于觸覺的東西，這樣機(jī)器人就可以“感覺”他們是否以正確的方式抓取物品。與此同時，越來越復(fù)雜的“運(yùn)動規(guī)劃”軟件正在引導(dǎo)機(jī)器人的輪子、手臂和抓手響應(yīng)視覺和觸覺反饋?！斑^去，目標(biāo)是使已知的自動化，”Aparicio 說?！艾F(xiàn)在我們正在自動化未知。”

機(jī)器學(xué)習(xí)、計算機(jī)視覺和其他形式的人工智能 (AI) 正變得對這些類型的能力至關(guān)重要，并且正在快速突破機(jī)器人可以完成的任務(wù)的界限?！皺C(jī)器人變得越來越聰明，這意味著它們能夠更好地識別面前的事物，”伯恩斯坦說。與此同時，他補(bǔ)充說，語音處理和其他人工智能驅(qū)動的進(jìn)步正在使機(jī)器人更接近于為一項任務(wù)設(shè)置它們的那一天，只需要要求它們用簡單的英語來完成——盡管這種能力可能還需要十年或更遠(yuǎn)。

長期以來，機(jī)器人僅限于大型制造公司，現(xiàn)在正在向小型企業(yè)推進(jìn)。機(jī)器人不僅變得更容易設(shè)置和編程，而且它們的購買價格也在穩(wěn)步下降。過去，即使是將一個機(jī)器人引入一家公司也需要花費(fèi)數(shù)十萬美元，而如今，一家公司可以以遠(yuǎn)低于 10,000 美元的價格添加一個工業(yè)機(jī)器人。Brookshire 指出，Epson 的最低端機(jī)器人成本僅為 7,500 美元。

同樣重要的是，即時執(zhí)行不同任務(wù)的能力改變了經(jīng)濟(jì)方程式。大型制造商的機(jī)器人成本合理化可能需要一次運(yùn)行數(shù)萬個單一產(chǎn)品，而小公司通常需要一個機(jī)器人，它可以在切換到不同的訂單之前經(jīng)濟(jì)高效地處理幾十個單位的訂單跑步?！半S著批量縮小和產(chǎn)品種類增加，讓機(jī)器人立即適應(yīng)變化的能力會產(chǎn)生重大影響，”Brookshire 說。更好的是，一些機(jī)器人公司正在討論完全取消前期成本和擁有成本，而是提供機(jī)器人即服務(wù)，企業(yè)通過按月和按任務(wù)收費(fèi)的某種組合來支付費(fèi)用。

機(jī)器人同事

這仍然給機(jī)器人行業(yè)留下了一個懸而未決的問題：機(jī)器人能否與人類工人一起工作，而不是像長期以來的標(biāo)準(zhǔn)那樣留在車站或沿著為安全起見而圍起來的路徑？這種協(xié)作機(jī)器人或“協(xié)作機(jī)器人”的概念非常誘人，機(jī)器人供應(yīng)商正在努力提供能夠充分降低事故風(fēng)險的硬件和軟件安全功能，以使其成為現(xiàn)實。例如，可以對機(jī)器人進(jìn)行編程，使其在檢測到有人靠近時停止不動。

如今大多數(shù)機(jī)器人無法安全地與人類工人密切合作，但隨著時間的推移，新的保障措施和更好的工人培訓(xùn)將使人機(jī)協(xié)作變得普遍

然而，專家們告誡不要在混合人和機(jī)器人時動作太快?！皼]有機(jī)器人可以單獨提供完美的安全性，”Aparicio 說。“很大程度上歸結(jié)為對周圍的人進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)?！?/p>

在不久的將來的某一天，機(jī)器人將能夠輕松地與人類同事共享任務(wù)、工具和工作臺，甚至可能在與他們聊天時。不過，就目前而言，他們在更換輪胎時需要自己擁有服務(wù)區(qū)。