文|星船知造 無同
編輯|嚴大方
兩年一度的日本國際機器人展（IREX）本月初于東京落下帷幕。包括中國在內，來自全球各地的650多家機器人及零部件廠商參展，在Tokyo Big Sight（東京國際展覽館）的舞臺上綻放光芒。
這次在東京，雖然只是走馬觀花，管中窺豹，但我們還是通過各大出展方的展臺和推陳出新的展品，窺探出現(xiàn)下及未來機器人市場發(fā)展的趨勢和走向。在此次出展規(guī)模中占據著絕對優(yōu)勢的工業(yè)機器人，就是今天《星船知造》著重討論的話題
三大趨勢——
●重載搬運機器人：隱匿在產業(yè)鏈上游的壁壘
●最卷協(xié)作機器人：軟件正成為新變量
●產業(yè)升級繞不開的AI：英偉達的機器人野望
以及展會上的中國機器人風采。
趨勢一：重載為王
說到工業(yè)機器人，位居四大家族之首的日本發(fā)那科（Fanuc）絕對是這個領域無可爭辯的王者。這個總部坐落于富士山下，真正使用“機器人制造機器人”，被稱作“富士山下黃色巨人”的企業(yè)，其崛起正是得益于其在工業(yè)自動化領域取得的成就。
發(fā)那科已經實現(xiàn)了全部關鍵零部件的自制化，同時擁有豐富產品線。但作為重型負載工業(yè)機器人的領先者，這次讓我們大開眼界的還是那個力量的王者——Fanuc的整車搬運機器人。
source：本文作者攝于東京
一進入場館，打老遠就可以看到一臺紅色雪佛萊小轎車被巨大的黃色機器人抓在手中上舉下托，閃轉騰挪，左右擺動，靈活翻轉，而車身卻還是那樣穩(wěn)若磐石。一旁樹立的日文銘牌也在提醒著觀眾，這就是當今世上搬運能力最大的機器人：垂直臂展可達6206mm，可搬質量達到驚人的1700KG。
據Fanuc公司對外宣傳的公開信息，其機器人最大負載能力可達2300 kg，因此這也就能解釋為什么歐洲空中客車公司生產的世界上最大的寬體客機A380會選用Fanuc的機器人來幫助它完成對其單個重載零部件的搬運了。
全球工業(yè)機器人領域內，F(xiàn)anuc在重載搬運機器人上的優(yōu)勢非常突出，無論是其他三大巨頭（安川、庫卡、ABB），還是中國國內的競爭對手，都沒有能和發(fā)那科匹敵的重載產品。
source：星船知造 攝于東京
但我們判斷，在航空、新能源汽車等新型支柱型產業(yè)大行其道的工業(yè)4.0新時代，重載的工業(yè)機器人一定會成為今后兵家必爭的要地。
這一點也可以從各大工業(yè)機器人巨頭紛紛布局鋰電、光伏、新能源賽道，極力推出大負載產品中看出端倪。
在機械工程行業(yè)，我國的頭部企業(yè)徐工、三一重工、柳工等也都部署了智能化生產。重載搬運機器人正助力提高中國高端裝備“名片”——挖掘機的生產效率。
Fanuc重載搬運機器人不僅是能干“粗活”，還必須“快、準、穩(wěn)”，這樣才能深入物流搬運、上下料、裝配、碼垛等多個場景，進入鋰電、機械工程、航空、汽車制造業(yè)等多個行業(yè)的生產車間。比如，鋰電生產前端需要用到一兩噸重的銅箔、鋁箔，這些沉重的物料怕磕碰，一個小失誤便意味著幾十萬的物料報廢。因此對機器人的精準、穩(wěn)定有很高要求。
source：星船知造 攝于東京
但阻擋我國本土重載搬運機器人前行的壁壘，還隱匿在更上游的產業(yè)鏈之中。
以減速機為例，一臺常規(guī)六軸工業(yè)機器人中，走的是RV減速機為主、諧波減速機為輔的搭配路線。
●RV減速機：具有高剛性和扭矩承載能力，同時體積較大，適合機器人大臂、基座等重負載超過20kg以上的部位；
●諧波減速機：體積小，運動精度高，適合機器人小臂、腕部、手部等需要精細化操作的部位。
目前中國的諧波減速機早已突破日本減速機企業(yè)哈默納科的技術封鎖，不僅有綠的諧波這樣的專精特新企業(yè)，也有屬于中國自己的一整套設計、制造、測試、實驗評價技術體系。
但中國的RV減速機機還未能與全球頂尖的日本同類產品站在同一起跑線上。在扭轉剛度、傳動精度穩(wěn)定性、耐疲勞強度等性能上與同類日本產品尚有一定差距。
從市占率看，我國RV減速機市場大半屬于外國品牌。從應用場景看，國產RV減速機已經可以覆蓋幾乎所有的國產機器人應用領域，但尚未大批真正進入汽車制造等高端制造業(yè)場景。
作為重載搬運機器人的關鍵部件——搞不定更高端的RV減速機，中國就不可能真正搞定重載搬運機器人。
趨勢二：協(xié)作滿營
此次IREX2023的展會上，幾乎所有工業(yè)機器人廠家都不謀而合地展示了自身的協(xié)作機器人產品，讓人充分感受到了協(xié)作機器人這一重要分支賽道炙手可熱的溫度。
參展的各大工業(yè)機器人大佬們全都在協(xié)作機器人的布局上下足了工夫：
發(fā)那科（Fanuc）、庫卡（Kuka）、安川(Yaskawa)、川崎重工(Kawasaki)、那智不二越(Nachi)、電裝（Denso）等傳統(tǒng)大牌為了能與協(xié)作機器人鼻祖優(yōu)傲（Universal Robots）、傳統(tǒng)強手雅馬哈（YAMAHA）、歐姆龍（OMROM）及來自中國的協(xié)作機器人新貴遨博（AUBO）、節(jié)卡（JAKA）、艾利特（Elite）、珞石（ROKAE）等在這個潛力巨大的細分領域同場競技，紛紛推出了門類齊全、功能多樣的協(xié)作及復合機器人產品。
得協(xié)作者或得天下，細分戰(zhàn)場的大戰(zhàn)一觸即發(fā)。
source：庫卡協(xié)作機器人 攝于東京
source：電裝機器人的精彩亮相，攝于東京IREX2023
作為工業(yè)機器人一個重要分支，協(xié)作機器人（Collaborative Robot，簡稱Cobot）主要是單臂、雙臂兩種形式，具有輕量化、靈活性高、安全可靠、簡單易上手、便于編程和部署、支持柔性化生產等特點。
它能夠與人在同一場景共同完成工作，例如裝配、搬運、貼標等等，已廣泛應用在汽車、物流等領域
作為近年來增長最快的工業(yè)機器人細分市場之一，預計2026年全球協(xié)作機器人銷量將達到18萬臺，市場規(guī)模接近230億元；其中，中國市場銷量有望突破10萬臺。
CRIA提供的眾多數(shù)據中，我們注意到一組對比：
●2022年，全球協(xié)作機器人銷量達到55000臺，同比猛增31.5%，占到了全球工業(yè)機器人銷量的10%。
●2022年，中國市場的協(xié)作機器人銷量雖然占到了全球的24%，但在整個中國工業(yè)機器人的銷量中卻只占到了5%。
從這組數(shù)據中不難發(fā)現(xiàn)，中國作為連續(xù)十年雄霸世界工業(yè)機器人裝機量榜首的最大市場，協(xié)作機器人占到的比例相較于全球而言明顯偏低，國內市場具備更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
放到更大的全球工業(yè)自動化進程下，協(xié)作機器人和全球中小企業(yè)（Small and medium-sized enterprises，SMEs）的崛起是一對相互成就的雙生子。
一個國家中小企業(yè)的數(shù)字化程度決定了其整體數(shù)字化實力（能多大程度上鏈接起產業(yè)最底層的無數(shù)個數(shù)據孤島），但中小企業(yè)往往面臨更原始殘酷的市場競爭，因此迫切需要一種既適合自己企業(yè)規(guī)模、不用大改已有產線，又能提高生產效率的數(shù)字化抓手。
典型抓手，就是協(xié)作機器人。
source：pixabay
在日本，中小型企業(yè)占比超過90%，員工人均產值卻遠遠低于大型企業(yè)。
日本政府為了提升中小型企業(yè)員工制造水平，扶持、鼓勵中小企業(yè)導入機器人，進而提高生產力和生產效率。無論從成本與人機協(xié)同的角度，還是從政策扶植的力度上來看，協(xié)作機器人具備的“部署成本低”等優(yōu)勢就是中小企業(yè)的不二選擇。
日本政府也明確表示，將建立大型數(shù)據庫共享機器人的規(guī)格和操作等相關基礎信息，并免費向這些中小企業(yè)開放。
在中國，截止到2022年末，中小微企業(yè)數(shù)量已經超過5200萬戶。協(xié)作機器人擁有巨大市場前景。
同時，由于協(xié)作機器人卡位于“機器人”和“人機協(xié)作”兩大賽道，并兼具誕生時間較晚、速度、負載較低等特點，一定程度上，我國的協(xié)作機器人已實現(xiàn)彎道超車——
在“機器人”賽道，中國協(xié)作機器人繞過了國內本土重載工業(yè)機器人在RV減速機等高端核心零部件“依賴進口、卡脖子”的現(xiàn)狀。
在“人機協(xié)作”賽道，中國有軟件生態(tài)優(yōu)勢。我國有豐富的協(xié)作機器人應用場景——理論上，任何產線都可以插入協(xié)作機器人，協(xié)作機器人企業(yè)通過可視化編程等方式，讓各個領域、場景的使用者、操作人員都能對協(xié)作機器人進行編程。其編程門檻也相對較低。
開放的軟件生態(tài)讓協(xié)作機器人滿足不同客戶的需求。不同領域的操作者對各自業(yè)務環(huán)節(jié)的理解和經驗沉淀，又能反哺協(xié)作機器人的進化。
source：新松協(xié)作機器人涂膠 新松機器人官微
不過，從未來的發(fā)展趨勢來看，傳統(tǒng)工業(yè)機器人與新興協(xié)作機器人的邊界似乎正在逐步模糊，協(xié)作機器人有著向更大、更重方向進化的趨勢。不遠的將來，我們將會在更多的場合看到大負載協(xié)作機器人大顯身手的應用場景。
此時，就必須依靠視覺傳感器、機器視覺等技術的共同發(fā)力，才能保障人機協(xié)作時的安全性。
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趨勢三：AI戰(zhàn)略
當今全球工業(yè)數(shù)智化進程中，實現(xiàn)黑燈的最大障礙是什么？算力。
今年全球哪個科技詞匯風頭最勁？AI（人工智能）。
今年最如日中天的企業(yè)是？英偉達。
此次展會上，由九號機器人和英偉達（NVIDIA）共同打造的全新自主移動機器人平臺——Nova Cater AMR（Autonomous Mobile Robot）首次在日本亮相。
作為一款高度可定制和靈活的自動駕駛研發(fā)平臺，Nova Cater AMR能，
●應對環(huán)境感知
●3D地圖構建
●自主導航
●為開發(fā)人員提供軟硬件平臺
●可針對企業(yè)不同需求進行定制化服務（如倉庫AMR建圖、倉庫運輸、科研仿真）
Nova Cater AMR底層的智慧移動能力以及硬件整合制造，由智慧移動能力公司九號公司旗下的九號機器人品牌負責整合和開發(fā)支持。
英偉達則為Nova Cater AMR提供強大算力與軟件平臺支持——
●采用了NVIDIA AGX Orin，可實現(xiàn)ROS 2的加速計算
●具備來自攝像頭和激光雷達的360°感知功能
●采用高性能計算模塊和多種傳感器，具備自動駕駛開發(fā)軟件和工具，可為自動駕駛技術的發(fā)展和實現(xiàn)提供支持等
九號機器人與英偉達共同研發(fā)的Nova Cater AMR
作為一家成立于上世紀90年代初的老牌顯卡公司，英偉達很早之前就不滿足只在顯卡領域內卷。
2008年，英偉達覺察到移動互聯(lián)網潛力，推出手機AP芯片品牌Tegra。2018年，機器人浪潮方興未艾，英偉達迅速發(fā)布一款專為機器人打造的AI 芯片Jetson Xavier。
之后，深入機器人業(yè)務是黃仁勛打出的一張明牌。英偉達擁有AI機器人研究實驗室、發(fā)布多個面向第三方的機器人開發(fā)工具和平臺、如與波士頓動力合作，開發(fā)芯片以實現(xiàn)人工智能和計算機視覺技術進行機器人感知和控制、與瑞士機器人公司 ANYbotics共同開發(fā)增強四足機器人 ANYmal 的感知和導航能力等等。
同時不惜“大撒幣”：2022年獨家投資送貨機器人初創(chuàng)公司Serve Robotics、投資物流和工業(yè)自動化機器人公司Covariant、今年10月英偉達又領投機器人公司Machina Labs。
從布局產業(yè)鏈上游的高性能芯片開始，到合縱連橫深入場景，英偉達實際上已經成為機器人產業(yè)中的隱形巨頭。而對正在產業(yè)升級的中國機器人而言，升級的一大重點就是實現(xiàn)更強更多的智能化功能，目前尚不可替代的英偉達高性能芯片在助力機器人智能升級的同時，也投下了一片未知的陰影。
此次IREX2023東京機器人展會上，我們還看到了非常多融合了AI技術的機器人，它們已經能摒棄事先編制好的固定程序，通過自主學習、互相協(xié)作來完成一定的任務：
安川電機（Yaskawa）帶來了新發(fā)布的自律機器人MOTOMAN NEXT系列。與以往重復指定動作的示教再現(xiàn)式機器人不同，這個系列的機器人能根據周邊的情況自己判斷、制定計劃并執(zhí)行。
據工作人員的描述，以往的機器人處理不同形狀的物品時需要人逐一下指令，機器人手臂朝哪個方向移動，移動多少距離都需要編制入程序。而借助AI技術，機器人對不規(guī)則放置的物品已能自動生成最合適的路徑，不同種類的物品混在一起也能識別。
source：本文作者攝于東京
川崎重工業(yè)展示了一個一體化智能系統(tǒng)——機器人如何在AI加持下團隊協(xié)作。
在一個樣本運送場景中，能自主移動的社交機器人Nyokkey先把樣本放到自動配送社交機器人FORRO的貨架上，再由FORRO把樣本送往實驗室。過程中，一臺FORRO“超載”，Nyokkey會馬上調配另一臺FORRO過來。
source：星船知造 攝于東京
在另一展館的早稻田大學展位，一款文能疊衣服，武能炒雞蛋的機器人吸引了我們。
據相關人員介紹，疊衣服這種小事對機器人而言難度很大：因為機器學習會事先用大量數(shù)據構建最合適的預測模型，但“疊衣服”場景，機器人抓住衣服時，無法預測根據模型準確預測出下一秒衣服會變成怎樣的形狀。早稻田大學借助深層預測學習解決這個問題：
深層預測學習以預測模型的不完全性為前提，采用使現(xiàn)場狀況和模型之間的預測誤差最小化的算法，使機器人能容許學習時和現(xiàn)實之間的差，并持續(xù)實時調整動作，達到碰到未曾學習的狀況也能應對的目的。
source：現(xiàn)場亮相的多款機器人，星船知造攝于東京
中國機器人在東京
在這次的東京機器人展上，盡管我們看到的是滿屏的日文，聽到的是滿耳的日語，感受到的滿滿的日式參展氛圍，但最讓人眼前一亮，還是揚帆出海的中國機器人。
國內市場如火如荼的協(xié)作機器人廠家無疑是此次東京機器人展中最為活躍的中國元素之一。
協(xié)作機器人企業(yè)遨博(AUBO)攜帶最新的產品及場景化應用解決方案亮相展會。憑借在產品、技術方面的硬核實力，遨博持續(xù)為海外及本土市場用戶提供品質優(yōu)越、技術先進的產品和服務，同時做到更高效、更迅速地響應客戶需求。
智能專家珞石(ROKAE)機器人攜帶旗下的智能復合機器人、3D分揀工作站與智能書法機器人亮相。
協(xié)作機器人廠家艾利特(Elite)聚焦不同行業(yè)的協(xié)作機器人創(chuàng)新技術及解決方案，攜五大工作站亮相，應用領域涵蓋食品、汽車、3C電子、日化等行業(yè)，以創(chuàng)新技術、優(yōu)質產品為載體，賦能海內外市場產品服務與場景建設。
國內協(xié)作機器人廠家節(jié)卡（JAKA）雖然不是展商，卻提供了20余臺節(jié)卡機器人在近10家合作伙伴的展臺上重磅亮相，展示人機交互、3D虛擬、遠程控制等創(chuàng)新技術。
擅長3D視覺，AI成像的國內機器人廠家也是此次東京機器人展會的重要參與者。
視比特(SPEEDBOT)攜旗下的PaintPro漆面缺陷檢測系統(tǒng)亮相。該系統(tǒng)是一款應用于汽車涂裝車間的自動化檢測系統(tǒng)，基于視比特自主研發(fā)的3D偏折成像、A機器人柔性控制等技術，實現(xiàn)對汽車漆面缺陷的全方位在線檢測。
PaintPro漆面缺陷檢測系統(tǒng)主要由PaintPro Cam 3D偏折相機、機械臂、數(shù)字孿生系統(tǒng)、系統(tǒng)控制軟件、終端軟件等構成。其中最核心的是PaintPro Cam 3D偏折相機，用以解決汽車車身高反光漆面視覺成像困難、缺陷檢出難度大等問題。
梅卡曼德(Mech Mind)，作為參展規(guī)模最大的中國企業(yè)，攜手13位合作伙伴為現(xiàn)場帶來近三十個最新智能機器人應用。此次展出的產品已應用于汽車、物流、3C、新能源等領域。
當然，移動機器人廠商優(yōu)艾智合（YOUIBOT）、MiR、核心零部件廠家綠的諧波、智同科技、愛磁科技等也亮相了此次展會。
source：本文作者攝于東京
略顯遺憾的是，國內排名靠前的埃斯頓（ESTUN）、埃夫特(EFORT)、新松（SIASUN）等工業(yè)機器人巨頭（當然也包括全球四大家族之一的ABB）缺席了此次展會，但中國企業(yè)還是能夠不畏強敵，勇敢出海，彰顯出經過近十幾年的潛心發(fā)展，奮力追趕，中國在機器人領域的底氣正愈來愈足。
尾聲
source：夕陽下的Tokyo Big Sight，星船知造
根據今年10月國際機器人聯(lián)合會（IFR）數(shù)據——
2022年全球新裝工業(yè)機器人553052套，同比增加5%；其中中國和日本分列全球新安裝工業(yè)機器人數(shù)量的前兩位，中國290258套，同比增加5%；日本50413套，增加9%。
由此可知，在機器人，尤其是工業(yè)機器人這條賽道上，中國和日本是綜合實力最為強勁，用戶群體最為龐大，競爭與合作關系最為密切的兩大市場。
通過這些年持續(xù)不懈的努力，中國已經在機器人產業(yè)的很多領域取得矚目成就，并連續(xù)十年坐穩(wěn)了全球第一大市場的寶座，但實事求是講，在重載工業(yè)機器人的開發(fā)、核心零部件的全面國產化替代、手術機器人的高難度應用，人形機器人的工作生活場景實踐、機器人產業(yè)升級必不可少的高性能芯片等方面都距離全球頂尖水平有一定的差距。