自动化与机器人:重塑工业未来
最近一个月我又见证了不少创新软件和智能设备,它们正稳步渗透到曾经专属于人类的任务领域。这些任务涵盖从单调的物料搬运到高技能的工程设计。这让我深思:制造与工程世界将如何被这股“人工智能”浪潮重塑?不仅仅是硬件机器人在搬运、装配、加工零件,以“生成式设计”为统称的高级软件机器人,正在接管工程职能,为支架、机翼、车架等提出设计方案。
我们该担忧吗?
这些自主机器(及工程软件)会取代靠工业制造谋生的我们吗?这是人类的本能反应。智能软件、机器人自动化、视觉系统和人工智能(AI)的进步似乎在加速。悲观预测随处可见。我刚从加利福尼亚安纳海姆的 ATX West 展会回来,那里有大量日益智能的机器人和智能自动化设备。甚至看到机器人与人类打乒乓球,对抗实力不俗的选手。协作机器人(协作机器人)已司空见惯,常配备视觉系统,能像人一样看见并应对灵活多变的环境(详见第 58 页专题)。我们该如何预判未来?
乐观视角下的警示
我发现,预测的类型取决于性格,我倾向乐观。就机器人与自动化而言,乐观有理,但需警示。乐观在于:工程师和制造专业人才仍将紧俏。警示在于:他们的工作将改变。他们不会被取代,而是被赋能——在赋能中,必须重新审视自己在制造流程中的价值。
生成式设计的启示
以生成式设计为例,这是我关注的一组软件技术,帮助工程师明确设计意图。拓扑优化就是其中一种,由多家供应商提供,能用数学方法在最少材料下找到最强结构。人类提出初始块状形状、指定载荷与材料属性,软件迭代出最轻量方案。结果往往呈有机形态,宛如自然生长。增材制造可直接生产这些有机形状,或经调整适配传统工艺。稍微调整输出参数,计算机就能比人类用 CAD 快得多地生成数百个惊人复杂度的设计。
关键在于:人类设计工程师必须精心设定输入、审慎评估输出。他们需要成为选择输入、理解实际约束、挑选最佳设计的专家——因为只有人类能理解那些准则。收益显而易见:某些有机零件若靠人工设计几乎不可能,即使懂方法也极不切实际。聪明的软件机器人与人类协作,能产出比单独人类更优的零件。机器人放大而非取代人类。但这要求人类精通新技能;若不能适应,工程师的效用将下降。
现场心声:协作而非替代
在 ATX West,众多机器人厂商都表达了同一心声:不想取代人类,而是让自动化与人类协作。我认为他们是真诚的。前提是:人类必须适应、改变。
自动化控制系统