机器人(rén)在5G新基建(jiàn)的助力下快速推进
2018年(nián)年底的(de)中央经(jīng)济(jì)工作(zuò)会议(yì)提出,“加快5G商用(yòng)步伐,加强(qiáng)人工(gōng)智能、工业互联网、物联网等新型基础设施(shī)建设”,新基建的概念由(yóu)此产生,并被列入2019年政府(fǔ)工作报告。2019年两会期间(jiān)和同年7月的(de)政治局会议中再次强调以(yǐ)5G人工智能、机器人和工业互联网等为代表的新基(jī)建在逆周期调节中将(jiāng)承担更为重要的角色,要进(jìn)一步(bù)加快推进信息(xī)网络等新型基(jī)础设施的建(jiàn)设。
进入(rù)2020年,新基建作为对冲疫情影响和(hé)推动实(shí)现全面建成小康社(shè)会目标的重(chóng)要抓手,近期在(zài)多次会议中被频(pín)繁提及。从1月3日的(de)国(guó)常会、到2月14日的中(zhōng)央全面深(shēn)化改(gǎi)革委员会会议、2月(yuè)21日(rì)的(de)政治局会议、2月23日(rì)的疫情防控和经济社会发(fā)展工作(zuò)部署会(huì)议和3月4日(rì)的政治局常(cháng)委会议,频率之高(gāo)可见(jiàn)其(qí)重要(yào)程度。
5G是新基建之首,5G商用(yòng)化下的机(jī)器人令人(rén)期待(dài),据悉5G不仅能使其设计出可与其它机(jī)器人或人类员工(gōng)实时沟通(tōng)的(de)机器人(rén),而且(qiě)其中(zhōng)一(yī)些(xiē)机器人能透过(guò)直接观察或计算机程序学习新(xīn)任务。许多(duō)专家认为,5G还将(jiāng)有助于降低机器人在工作场所和(hé)家中的成本,并使其更便宜。
为(wéi)什(shí)么机器人需要5G?
对于机器人(rén)开发(fā)人(rén)员来说,网络(luò)延迟是首先要面临最大的挑(tiāo)战:如果接收和处理输入命令的时(shí)间太长(zhǎng),导致计算和执行某个动(dòng)作之间间隔(gé)太大,那么机器人技术(shù)的发展就(jiù)会受到严重的制约。
到(dào)目前(qián)为止,传(chuán)输(shū)操作机(jī)器人所(suǒ)需的大量数据的(de)唯一方(fāng)法(fǎ)是让它们保(bǎo)持有线连接的状态。但现在(zài)多亏了5G网(wǎng)络技(jì)术,无(wú)线(xiàn)数据传(chuán)输(shū)已经变成(chéng)了可能。
更令人兴奋的是(shì),低延迟、高可靠度、高带宽(kuān)移动网络将允(yǔn)许我们在这一领(lǐng)域(yù)引(yǐn)入(rù)云计算和人工智能(néng)技术。通(tōng)过5G连接到云(yún)端的机器人,可以使用机器学习技术来(lái)找到其在环境(jìng)中和执行任务和(hé)导航的最佳方(fāng)式,同时无(wú)需事先进(jìn)行专门编程技术,节省大量的(de)人力和物力。
5G机器(qì)人能做什么?
机(jī)器人(rén)可(kě)进行高效、精(jīng)细的大量生产,长期以来一直被用于自动装配、汽(qì)车(chē)和(hé)其他产品的(de)制造。机器(qì)人还可以用来运输货(huò)物,或(huò)者在实用层面上用以清(qīng)理工厂地板上的杂物。由(yóu)自动机器人执行琐碎(suì)和(hé)重复的任务,就能够让人工抽出更(gèng)多时(shí)间从(cóng)事更(gèng)有(yǒu)价值的工作(zuò)。
尽管(guǎn)自动机器人已经在(zài)世界各地的(de)工厂和零售场所投入使用,但要使机器(qì)人能够(gòu)智(zhì)能地与环境进行实时互动,就必须在(zài)瞬间传递大(dà)量信息。这对制造商来(lái)说(shuō)是极大的(de)挑战(zhàn),他们(men)被迫必须建立复杂的机(jī)器控制系统,这不但减(jiǎn)缓了开发周期,也(yě)阻碍了新领域的发(fā)展。
由5G支持的云机器(qì)人将能够解决这些问题,因为可以通过5G技术(shù)将大量系统信息存储(chǔ)于云端,简化机器人在工厂车间的操作,提高它们的易用性(xìng)和效(xiào)率。要拥有(yǒu)高(gāo)生产力(lì)机器人(rén)的关键在于(yú)拥有(yǒu)强而稳定的5G连接,只要数据(jù)传输的路径更接近连接源,5G就能比无线连接拥有更快(kuài)的传输速度(dù),并大幅提升数(shù)据传(chuán)输量(liàng)。除(chú)此之外,5G的灵(líng)活性(xìng)更强,这使制造商(shāng)能够在(zài)保持(chí)较低成本调整的同时,适应不(bú)断变化的制造环境。
除此(cǐ)之外,5G机器人在疫情中也发(fā)挥了重要作用。巡(xún)逻(luó)机(jī)器人、消毒机器(qì)人、送餐(cān)机器(qì)人等在疫情(qíng)防控前线为(wéi)医护(hù)人员分担(dān)了大部分压力,减(jiǎn)少(shǎo)医患直(zhí)接接触,降低了风(fēng)险。
5G催生了哪些机器人应用场景?
5G技术在机器人领域最重(chóng)要的用途(tú)之一就是医学领域,尤其是(shì)当通过经验丰富的外(wài)科医生操作机器人(rén)工(gōng)具进行远程手术的时候。
通(tōng)过远程(chéng)技术(shù)进行手术,其实(shí)并不完全是一项新的领域,但(dàn)是5G技术(shù)可以让手(shǒu)术(shù)实(shí)时进行,而且精确度(dù)更高。有了专门(mén)的设(shè)备,医学专家(如大脑或(huò)心脏外科医生)就(jiù)可以(yǐ)为处于(yú)世界另一端的病人进行实时手术。这可以在时间紧迫、交通不便的情况下挽救更多人的(de)生(shēng)命,比如农村地区的中风病人。
5G机器人(rén)也可以在(zài)工厂内找到合适的工作。目前工业机(jī)器人我们已经司空(kōng)见惯(尤其是在汽(qì)车装配焊接车间,机器人(rén)已经成(chéng)为了必备的(de)工具),但5G的出现将使芬(fēn)兰(lán)电(diàn)信巨(jù)头(tóu)诺基亚(yà)公司所(suǒ)描绘的“意(yì)识工厂”概(gài)念成(chéng)为可能(néng)。
这是一种新型的智能工厂,机器人配备了传感(gǎn)器,提供有关制造过程各个(gè)方面(miàn)的(de)恒定信(xìn)息流。对于目前的移动网络来说,如(rú)此大量的数据规模先要及时处理(lǐ)具有非常大的难度。而5G网络带来的一(yī)个关键优势就(jiù)是能够将带(dài)宽划分(fèn)为很(hěn)多个不同的“碎片”,这些“碎片”则可以分(fèn)配给不同(tóng)的特定任务。
与此同时,人(rén)工(gōng)智能技术来操(cāo)作机器人,使用不同的(de)碎片在无需轨道的情况下(xià)在(zài)有意识工厂(chǎng)中自动导航,同(tóng)时(shí)使用云计(jì)算来完成处理器其运动的大量数(shù)据工作(zuò),而其他(tā)机器人(称为“cobots”)也可(kě)以(yǐ)安全的与人类工(gōng)人一起完(wán)成哪(nǎ)些需要人(rén)类直(zhí)觉(jiào)才能完(wán)成的特别复杂(zá)任务。
在世界其他地方,配备5G的机器人则可以通过农业的进(jìn)步,满足世(shì)界上不断增长人口(kǒu)对粮(liáng)食的需求。5G RuralFirst是一个(gè)总部位(wèi)于英国的项目,涉及的企业和组织包括(kuò)了思科、斯特拉斯克莱(lái)德大学和(hé)各种(zhǒng)商业伙伴,该(gāi)项目(mù)致力(lì)于在(zài)远离大城市的农村地区建立农业专用(yòng)的5G测(cè)试平台。
该(gāi)项目想法(fǎ)是非常激进(jìn)(例如为(wéi)奶牛佩(pèi)戴(dài)健康追踪(zōng)项圈),但也有一些非常(cháng)实用的机(jī)器人应(yīng)用例子(zǐ),可(kě)以显著提高农作物产量,让农民(mín)实现更大的产能。
据(jù)悉,5G RuralFirst旗下一个名叫Hands Free Hectare的项目,已(yǐ)经成功的完成了植(zhí)物(wù)的播种、种(zhǒng)植和收获等过程,甚至在整(zhěng)个过(guò)程中完全无(wú)需人类的双手(shǒu)接触植物。所(suǒ)有的工作都是(shì)由自动拖拉机和无人机完(wán)成(chéng)的,而额外的(de)数据则由用来监测土壤水(shuǐ)平的微(wēi)型传感器提(tí)供(gòng)。
机器人农场设备可以大幅减少种植(zhí)农作物所需的劳动力(lì),使一位农民就可以管理更多(duō)的土地(dì),而且由于土壤条件(jiàn)、害虫和杂草方面的数据不断变(biàn)化,因此这一方法会显得更加有效。
企业纷纷切(qiē)身力(lì)行
据外媒报(bào)道,业内人士预言到2027年,5G机器人的(de)出(chū)货量预计将达到57万台,主要部署在关键任务(wù)和(hé)关键业(yè)务环境(jìng)中。越来(lái)越多的机器人厂商(shāng)在布局5G,包括(kuò)机器人四大家(jiā)族的他们都在做先行者。
早在(zài)2017年3月,Kuka和华(huá)为Wireless X Labs无线应用场(chǎng)景实验室合作一对机器人手臂在(zài)精确同(tóng)步和协作中(zhōng)表(biǎo)演舞蹈(dǎo)和击鼓,两(liǎng)个机械臂之间每(měi)隔4ms就需要进行一轮的信息(xī)与指令交互,这需要无线(xiàn)网络的端到端的传输时延要求(qiú)满足低(dī)于1ms才能(néng)成功(gōng)完成演示。根据在KUKA实验室(shì)的对接(jiē)测试结果表(biǎo)明,基于无线的(de)时延稳(wěn)定在1ms以内,可靠性达到了(le)99.999%。
现今(jīn)机器人已然进入实证阶段,电装机器人已经开(kāi)始在旗下(xià)的自动化工厂对配(pèi)置了5G通(tōng)讯系统的工业机(jī)器(qì)人进(jìn)行实证试验。2019年1月21日,实(shí)证试(shì)验首先在九州工业大(dà)学户畑校(xiào)区(qū)启动(dòng),随后于(yú)2月18日(rì)转(zhuǎn)移至电装九州工厂内进行。本次实(shí)证(zhèng)试(shì)验在布设了28GHz频段5G基站的试验区(qū)内进行,将高(gāo)精度三(sān)次(cì)元测(cè)量(liàng)传(chuán)感器与机器人对应5G端口相连接,就(jiù)可以通过5G进行(háng)测量数(shù)据和控制(zhì)数据的传送,进而对(duì)机(jī)器(qì)人进行高精度控制。
2019年3月,由新松机器人自主研发、辽宁移(yí)动提供网络支持的(de)5G智(zhì)能巡检机器人研发(fā)成功。在辽宁移(yí)动公司的牵(qiān)头下,这款机器(qì)人被应(yīng)用到(dào)沈阳(yáng)机(jī)床和华晨宝马厂区(qū)进行(háng)实地的(de)测试,替(tì)代人工对(duì)厂区的一些环境(jìng)复杂(zá)、恶劣的区(qū)域进行巡检(jiǎn)。未来,在5G信号(hào)大(dà)范围铺设(shè)的(de)前提下,5G巡检机器(qì)人(rén)将能够在包括(kuò)危化品等特殊厂区以及(jí)人流密集的机场、火车(chē)站(zhàn)等地应用,智能(néng)巡检机器(qì)人在代替(tì)巡视人员完成(chéng)巡视工作的同时,既(jì)能保证巡视人(rén)员安全(quán),也大大节约(yuē)了巡视的时间,变人工巡(xún)视为“智慧巡视”。
新基建促使机器人行业进(jìn)入快车道
“新(xīn)基建”成为焦点,一方面是(shì)数字经济发展的必然结果(guǒ),城市基础设施建设需要结合云计算、大(dà)数据、AI等新技术(shù)获得创新能力;另外(wài),疫情背景下(xià)催生(shēng)的“无接触经(jīng)济”,使得机器人产(chǎn)业(yè)加速进入快车道(dào)。
随着人工智能的兴起,机器人以创(chuàng)新式的落(luò)地应用,遍地开花,多次见诸报端。逐步(bù)在医疗(liáo)、安(ān)防、金(jīn)融、教育、零售、餐饮等多个(gè)行业树立起标杆式应用案例。让脱(tuō)胎(tāi)于科(kē)研实验室(shì)的前沿技(jì)术进行商业(yè)落(luò)地转(zhuǎn)化(huà),并不断的根据行业场景的特点不断优化迭代(dài),实(shí)现从样机(jī)到批量化的跨越(yuè);完成多个应用方向“技(jì)术攻关”正(zhèng)在向“行业应用大(dà)规模落地”应(yīng)用大规模落(luò)地有序递进。
行业发展(zhǎn)之初,受新技术的(de)突(tū)破及政(zhèng)策(cè)影响,机器人企业数量出现(xiàn)井喷式发展,各类型企业纷(fēn)纷(fēn)转型(xíng)切入机(jī)器人(rén)赛道(dào),产生一定的行业泡沫(mò)。“疫情(qíng)”像一面镜子,照射(shè)出虚实(shí),促使行业由脱虚向(xiàng)实转变,形象价值衰减,实(shí)用(yòng)价值(zhí)彰显(xiǎn),大致形成三(sān)条主流路(lù)径。
第一条是机器人+人,提(tí)升服务效率。近几年,随着用工资源的紧张(zhāng)和智能技术(shù)的成熟,众多服务场景开(kāi)始优(yōu)化服务人员(yuán)结构,开(kāi)始(shǐ)使用(yòng)服务机器人提升生产(chǎn)效率,缓解(jiě)用工荒,逐步用机器红利接棒传统的人口红利。第(dì)二(èr)条是近(jìn)程+远程(chéng),提升协同效率。随着市场竞争(zhēng)的加剧和互联网的发(fā)展,越来越多的(de)服务(wù)场(chǎng)景通过互联网(wǎng)远程操控机器人,由机器人完成任(rèn)务执行,缩短物理空间距离,人机耦合,从从而(ér)大幅提升协同效率,优化资源配给能力(lì)。
第三条是(shì)AI+人脑(nǎo),提升决(jué)策效率。目(mù)前,人(rén)工智能渐渐从探索阶段进入到应用阶段(duàn),部分行业龙头企业与数据公(gōng)司(sī)联(lián)合攻关(guān),通过海量(liàng)数据(jù)和机器学习,积累海量的行业数(shù)据,从不(bú)规律中寻找(zhǎo)规律(lǜ),将不确定变为确定,用机器(qì)算法替代人工经验,从(cóng)而提升行业决(jué)策效率。
新基建(jiàn)对(duì)机(jī)器(qì)人行业的影(yǐng)响远不止(zhǐ)于此,数(shù)字经(jīng)济与各垂直行业的(de)深度整合,随着5G网络及智慧城市的逐步完善(shàn),“智能场(chǎng)景+机器人行业(yè)应用”的模式(shì)将在医疗、安防、教育、配送、清洁、零售等行(háng)业快速复制(zhì),形成庞大的机器人(rén)行业(yè)应用矩阵,推动众多新业态(tài)形成。