新型机器人“大脑”可以改变现代工厂

理查德·范·霍伊东克

工业机器人，例如组装特斯拉汽车或诺基亚 5G 基站的工业机器人，值得一看。

它们对于制造自动化至关重要，可以提高产品质量、缩短周期时间并降低生产成本。

因此，随着对这项技术的投资增加，预计到 2026 年全球工业机器人市场将达到 974.1 亿美元，这一点也就不足为奇了。

但并不是每个人都能从机器人中受益，因为高成本和复杂的部署对许多公司构成了重大障碍。

例如，虽然 90% 的收入超过 10 亿美元的企业已经实施了先进的机器人解决方案，但收入低于 2.5 亿美元的企业则明显落后。

新的机器人系统不仅价格昂贵，而且需要由经常供不应求的专家来处理。不过，硬件和员工工资甚至都不是最大的支出。

大约四分之三的自动化成本实际上与流程集成有关，包括设置、培训、维护和故障排除机器人，以确保它们按计划执行任务并正确融入工厂设置。

因此，让流程集成更便宜、更容易可以确保更广泛的公司可以使用自动化。

使合成大脑成为可能的关键技术突破
3D 设计和工程公司 Autodesk 的高级科学家马西米利亚诺·莫鲁齐 (Massimiliano Moruzzi) 对如何开发负担得起的工业机器人有一个大胆的计划。

他提出了合成大脑的概念，指的是硬件、软件和传感器的特定组合，使机器人系统能够通过经验进行学习。

使用这种新“大脑”的机器人可以根据需要对自身进行重新编程，成为用于各种用途的机器。

单任务设备的时代即将结束，工业制造将永远改变。

几项技术进步使这种想法变得可行。

首先，现场可编程门阵列（FPGA）是一种由用户编程以执行逻辑运算的硬件电路，现在具有更好的接口，更易于配置。

其次，人工智能已经发展到可以利用一项任务的经验并将其应用于另一项任务的程度。

第三，传感器的价格越来越便宜，这使得收集大量数据具有成本效益。

因此，合成大脑的工作流程包括 AI 在数据流入时不断对 FPGA 网络进行重新编程，并让机器人为新任务做好准备。

解决当前自动化流程的挑战
Autodesk 等公司正在开发的新型机器人将是我们前所未见的。

轻便、灵活、节能，它们移动速度很快，甚至可以读取我们的肢体语言和面部表情。

人类将使用图形界面和口语与他们进行交互，几乎任何公司都可以负担得起并轻松部署制造自动化。

昂贵的流程集成将成为过去，大小公司之间的竞争将被拉平，当前装配线自动化的瓶颈得到解决。

以诺基亚在芬兰奥卢市的工厂为例。自动化机器、传感器网络、远程呈现机器人和地理跟踪系统是精心设计的一部分，只需 100 名员工即可生产尖端的 5G 基站。

然而，这家价值数百万美元的工厂的机器人通常是单任务机器，无法轻易适应制造其他产品。

硅谷的特斯拉超级工厂也是自动化的奇迹，因为它的首席执行官埃隆·马斯克试图用机器人几乎完全取代人类。

然而，马斯克对机器人在复杂多变的工厂环境中的表现不满意，因此减少了在装配线上对自动化的使用。

因此，功能齐全的合成大脑技术可以克服现代机器人固有的局限性，释放高科技设施的巨大潜力。

单个机器人为各个行业生产零件
首先，由机器人驱动的工厂可以重新编程以生产几乎任何东西，这将是极具成本效益的。

波士顿咨询集团表示，更快的设置和重新配置以及更稳定的高级机器人操作可以“节省高达 40% 的成本”。

更重要的是，工厂将变得更加高效，因为它们可以轻松适应不断增加的产品变化、产品发布和定制设计。

随着机器人利用过去的经验来微调其操作，产品的质量也会得到提高。随着机器变得越来越智能，它们能够在对人类工人构成风险的危险环境中执行更多任务。

当然，达到这一点并非易事。研究人员可能需要三到五年的时间来开发第一个功能齐全的“合成大脑”机器人。

除此之外，大型制造商还需要大量时间和资源来重新配置其生产工厂并重新培训员工。

但一旦转型完成，变化将是深远的，因为单个机器人可以为航空航天、建筑和汽车行业生产零部件。

释放人类创造力的潜力

达到机器人服从我们的语音命令并自动重新排列以制造新产品的程度似乎是一个过于雄心勃勃的想法。

但在短短几年内，合成大脑技术实际上可以为早期采用者提供竞争优势。

制造自动化也将成为小公司负担得起的，即使是受过地理或生物学等学科培训的人也可以轻松学习如何处理先进的机器人。

这些进步将释放人类创造力的新浪潮，并为我们提供一系列我们现在只能梦想的产品。

作者 ：Richard van Hooijdonk 是一位趋势观察者、未来主义者和国际主题演讲者。他与他的国际研究团队一起研究机器人技术、无人机、自主运输系统和其他技术等技术趋势。