文｜彭晴
再過一個月，黑天鵝亂飛的2020即將畫上句號，新冠疫情、中美關系惡化、逆全球化趨勢以及各種制裁與打壓，在這個捉摸不定、充滿變數的年份里，中國移動機器人產業(yè)經歷了短暫的陣痛而后逐漸走向復蘇甚至引來了新一輪的機遇
新時期新機遇，更多的應用行業(yè)更廣闊的應用場景，移動機器人的廣度和深度正在不斷擴展，也對技術迭代更新提出了更多樣的要求。未來，什么樣的移動機器人才是真正符合新時代發(fā)展需求的產品，企業(yè)又該朝著怎樣的方向去探索？對此，中國移動機器人（AGV）產業(yè)聯(lián)盟主席張雷發(fā)表了一些自己的看法。
中國移動機器人（AGV）產業(yè)聯(lián)盟主席、新松機器人自動化股份有限公司副總裁、移動機器人BG總裁 張雷
多元化的技術發(fā)展需求
從傳統(tǒng)制造業(yè)，到電商倉儲帶來的移動機器人應用熱潮，再到更廣闊的制造領域，張雷認為，移動機器人已經成為現(xiàn)化化制造業(yè)的一個重要組成部分，在未來的工業(yè)4.0體系中，移動機器人將起到不可替代的作用，而未來對于移動機器人技術的需求一定是多元化的，具體可以歸結為以下幾大類：
高效、迅捷。作為現(xiàn)代化制造業(yè)的一個重要組成部分，移動機器人需要高效、迅捷地完成相關的運輸及裝配任務，同時現(xiàn)代化的制造業(yè)對移動機器人系統(tǒng)也有著更高的要求，包括更標準化的接口方式，更高的安全性，先進的測試方法，可維護性及擴展性及訂制化編程能力等。
智能、靈活。只有具備了智能、靈活的導航和規(guī)劃能力，移動機器人才能進入到更廣闊的應用領域和應用場景之中。張雷提到，由于應用場景大大增加，因此需要開發(fā)出具有高度通用性的自然導航技術，以便適應眾多不同場景的需要，而隨著自然導航和SLAM技術的發(fā)展和成熟，大量潛在的應用需求也將被激活成為現(xiàn)實。
方便、實用。張雷提到，只有當移動機器人的布署、使用、調整和維護變得更加人性化和簡單化，移動機器人才會加快進入普及應用的時代。“隨著自然導航技術的成熟，系統(tǒng)部署將由“工程化實施”向“產品化布署”方向轉換，部分標準化程序較高的產品將可實現(xiàn)“用戶自行布署”。用戶自身將在應用中發(fā)揮更多作用，許多調整和維護工作將交由用戶自行完成。”
安全、可靠。隨著移動機器人應用的擴展和深入，對移動機器人的安全性、可靠性的要求將進一步提高。
Life-long SLAM技術將走向應用
不管是實現(xiàn)機器人的高效迅捷還是智能靈活，導航技術都是核心。而關于移動機器人導航技術未來的發(fā)展，張雷也談了他的看法。
目前來說，2D視覺和2D激光導航在移動機器人領域的應用已經十分成熟，但3D視覺和3D激光導航目前還處于發(fā)展階段。
關于3D視覺，張雷提到，目前基于特征點法的3D視覺導航技術最早得到應用，技術相對成熟。在光照條件比較好的情況下，已能夠在一定范圍內實現(xiàn)機器人的自動導航運行，而基于直接法和語義法的3D視覺導航還處于研究發(fā)展階段，“未來通過使用多目/廣角攝像頭增大視野范圍，以便可以利用更多的自然環(huán)境特征，同時通過全局優(yōu)化和回環(huán)處理，改善3D建模的質量，提高導航和定位精度是視覺導航技術發(fā)展的方向。”
而對于3D激光導航的發(fā)展，張雷認為，3D激光導航一定程度上克服了2D激光導航的缺點，能適應不滿足”垂直一致性”的各種場景，不再依賴于單一高度處的環(huán)境情況，適應復雜環(huán)境的能力顯著增強，同時對地面不平整的情況也能更好地處理，“但相對2D激光導航成本更高，不僅3D激光掃描器增加了成本，相關的計算也更加復雜，需要使用更高性能的計算部件，此外對于一些特殊場景，仍然無法得到滿意的應用效果，這些都是未來需要突破的方向。”
張雷提到，動態(tài)環(huán)境是移動機器人自然導航所面對的主要困難之一，動態(tài)環(huán)境中既包含行人、車輛等高頻運動的物體，也可能包含一些緩慢/低頻移動的物體，如移動的生產線等。而要有效克服動態(tài)環(huán)境的困難，張雷認為，未來Life-long SLAM技術將走向應用。“Life-long SLAM是指在一個全生命周期SLAM應用中，需要在整個使用過程中啟用對環(huán)境模型的自動修改和更新，這對SLAM技術的準確性和可靠性提出了很大的挑戰(zhàn)，該技術的發(fā)展和應用將進一步擴展移動機器人的應用領域，為在眾多動態(tài)環(huán)境場景中使用移動機器人打下基礎。”
SLAM技術是實現(xiàn)移動機器人自主導航的核心，但伴隨著slam技術的應用，對于移動機器人調度系統(tǒng)也提出了更高的要求。
張雷提到，在傳統(tǒng)的AGV系統(tǒng)中，運行路線事先完全確定，降低了調度系統(tǒng)的管理難度。在AMR時代，以SLAM方式工作的機器人仍然需要有高效的管理調度方案，否則系統(tǒng)效率將無法得到保證。“未來，需要發(fā)展出基于系統(tǒng)運輸任務和流量數據的調度管理系統(tǒng)，以便真正為迎接SLAM時代的到來做好準備。”
除了機器人導航技術與調度系統(tǒng)外，張雷還提到，未來移動機器人技術將與人工智能、移動互聯(lián)網、大數據處理等技術加速融合，從而創(chuàng)造出新的技術、產品和應用模式。
