工业和信息化部装备工业发展中心联合非夕科技共同推出全国首部《自适应机器人创新发展蓝皮书》
近日，工业和信息化部装备工业发展中心联合自适应机器人行业代表性企业公司非夕科技，推出了全国首部《自适应机器人创新发展蓝皮书》（下称“蓝皮书”）。蓝皮书中，对自适应机器人的概念、技术要点，行业上下游产业链，全球发展格局等都做了全面阐述，也对这一品类的机器人未来发展可能会遇到的挑战进行了分析。
自适应机器人：新一代机器人未来发展的方向
相比依赖精准位置控制的传统机器人和协作机器人，蓝皮书这样定义自适应机器人（Adaptive Robot）：它是一种仿人化、智能化的机器人，融合了工业级力控、计算机视觉、AI等多元技术，能像人类一样完成“手眼配合”等复杂作业，有效适应复杂多变的环境，以此来大幅增强生产过程中的柔性程度和生产力，具有位置误差容忍度高、抗干扰性强、智能可迁移等特点的新一代机器人。
蓝皮书指出，灵巧、智能、柔性通用的自适应机器人必将成为未来机器人发展方向，它高度契合制造业企业对于柔性制造的转型需求，其快速发展与广泛应用可进一步提升制造业以及细分行业产品质量、生产效能，大大提高应对生产复杂性的能力，也将推动机器人产业链发展和国际机器人价值链的重构。
在全球范围里，2019年，非夕科技发布世界首台自适应机器人Rizon 4（拂晓），采用系统性创新的全新技术路线，首次实现工业级力控、机器视觉和人工智能技术的“三位一体”，成为力控机器人领域内拥有最先进技术之一，能使机器人智能安全地与人和环境交互、操作、高效作业的公司。这款产品在德国汉诺威工业展上发布后获得了全球范围的关注。
世界机器人研究基金会主席、斯坦福大学机器人实验室教授Oussama Khatib 评价非夕自适应机器人，他认为非夕自适应机器人首次实现了高精度力控、人工智能和视觉技术的深度融合，代表了新一代机器人未来发展的方向。
在此次的蓝皮书课题中，课题组还指出随着机器视觉、智能传感与云计算等技术的快速发展，未来将出现更多型号的自适应机器人，满足工业、服务业、家用全行业各种应用场景需求；根据不同需求场景，自适应机器人可搭配不同类型的机器人周边设备，实现具备自适应性的复合形态机器人；以智能产线、智能车间、智能工厂为形式和载体，出现以自适应机器人为执行终端的多机协作、群体智能新形态；随着人工智能技术与自适应机器人的深度融合，未来还有实现通用智能本体的可能。
自适应机器人带来产业链变革
回到当下的中国机器人产业环境，蓝皮书调研后发现，中国机器人产业链尚不健全完整。尽管中国拥有巨大的机器人应用市场和丰富的实践场景，但从整体产业链来看，有两个问题相对突出。一方面，国内机器人企业同质化问题突出，竞争激烈。另一方面，我国的机器人产业化起步晚，精益制造能力不足，核心零部件技术和设备基础薄弱。
（图说：工业机器人产业链构成）
再看全球的机器人产业，蓝皮书认为，目前全球机器人产业链正在技术、市场、成本、竞争和政策等多方因素的权衡下，寻找新的稳态。在这种背景下，代表新一代机器人未来发展方向的自适应机器人，高度契合制造业对于柔性制造的转型需求，除了将成为机器人自身产业发展的里程碑，它的规模化应用，也必将推动机器人产业链和价值链的重构，并成为助推我国智能制造水平和核心竞争力提升的重要动力。
举例来说，自适应机器人的上游供应链主要包括伺服电机、减速器、力传感器、驱动电路板和电子电器元器件等。由于自适应机器人引入了高频力控技术闭环，绕开了固定轨迹控制的模式，不需要纯粹靠高精度位置控制来稳定完成任务，从而规避了传统工业机器人对于电机和减速机高传动精度的依赖。另一方面高响应的底层力控使得机器人关节能快速顺应和吸收实际应用中震动和刚性接触对传动部件所产生的冲击，对于核心部件的选型和寿命保障也更加友好。
据悉，得益于自成立以来一直坚持的软硬件和核心零部件的自主研发、自主设计、自主生产，非夕的自适应机器人核心零部件90%以上为自主研发，已经申请国内外发明专利280 多项。
同时，自适应机器人独特的技术能力带来的改变还传导到了整个机器人中游配套工具和下游集成商等环节，为中国机器人产业实现革新提供了机会。
蓝皮书中称，当前，发达国家对于自适应机器人的研制，与我国同处于起步阶段，作为新产品赛道，这无疑给我国产业发展带来了千载难逢的机遇。在我国制造业加快转型升级以及中国继续保持机器人最大需求国地位等多重因素作用下，国产原创自适应机器人有望成为我国在技术及产业化方面更快赶超发达国家的领域，帮助我国打破传统工业机器人外资品牌占据国内约70%市场份额且基本垄断中高端机器人市场的局面。
自适应机器人发展会遇到的挑战
在调研了国内外自适应机器人相关上下游发展后，蓝皮书也点出了自适应机器人要实现工业级产品会遇到的挑战。
首先是位置控制机器人技术发展了几十年，目前最先进的关节机构设计、传动组件、伺服硬件、运动规划等技术均围绕位置控制为首要目标优化和发展而来，并非是力控制机器人的最优形式。自适应机器人各项性能和应用价值的潜在提升空间大，但可借鉴的技术及标准非常有限。
其次，从生产工艺及质量控制看，传统协作机器人以整机的轨迹精度为主要评价指标，故生产过程中主要在组装精度方面进行管控，有成熟的观测仪器和检测方法支持。然而对于自适应机器人，力控精度为主要评价指标，生产过程中因为安装工艺、组装压力、预紧力、温度变化等因素造成的结构应力和传动阻力方面的变化均会对产品性能和质量产生影响，难以通过现成的设备工艺解决所有问题。
第三，自适应机器人在产品价值、使用方法、方案设计层面上与传统协作机器人迥然不同。在工业自动化场景下，传统机器人已实现了大量工艺方案及周边设备工装的专业化积累，人才及培训资源成熟，市场接受度高。而对于自适应机器人的推广与使用，原有的体系难以适用，需要依托更多资源、驱动力和时间来进行工业落地进程的推动。
自适应机器人未来发展可谓是任重道远，针对这些挑战，蓝皮书也给出了一些建议。例如加强核心技术攻关、补齐产业发展短板、进一步强化自适应机器人的推广应用、培育壮大骨干企业、推进人才队伍建设和深化国际交流等。
“对于非夕科技来说，这部蓝皮书是一个开始，未来希望能联合多方力量，一起建立起自适应机器人技术发展的行业标准，推动自适应机器人行业在世界范围里的发展。希望能为中国智能制造及相关行业技术标准，在国际上的影响力与领先性，贡献一份企业应尽的力量。”非夕科技CEO王世全表示。
