机器人在(zài)5G新基(jī)建(jiàn)的助力下快速推进(jìn)
2018年年底的(de)中央经济工作会议提出,“加快5G商用步伐,加强人工(gōng)智能、工(gōng)业互联(lián)网、物(wù)联网(wǎng)等新型基础(chǔ)设施(shī)建设”,新基建的概念(niàn)由此产生,并被列(liè)入2019年政府工作报(bào)告。2019年两(liǎng)会期间和同年7月的政(zhèng)治局会议中再次(cì)强调以5G人工智能、机(jī)器人和(hé)工业(yè)互联网等为代表的(de)新(xīn)基建在(zài)逆周期调节中(zhōng)将承担更为重要的角色,要进一步加快推(tuī)进信息网络等新型基础设施的建设。
进入2020年,新基建作为对(duì)冲疫情影响和推(tuī)动实现全面建成小(xiǎo)康(kāng)社会目标的重要抓手,近期在多次(cì)会议中被频繁提及。从1月3日的国常会、到2月14日的中央全面深(shēn)化改(gǎi)革委员会会议、2月21日的政治(zhì)局会议(yì)、2月23日(rì)的疫(yì)情(qíng)防控和经济(jì)社会(huì)发展(zhǎn)工作(zuò)部署会议(yì)和3月4日的政治(zhì)局常委会议,频率之高可见其重(chóng)要程度(dù)。
5G是新基建之(zhī)首,5G商(shāng)用化下的机器(qì)人令人期(qī)待,据(jù)悉5G不(bú)仅能使其设计出(chū)可与其它机器人(rén)或人类员(yuán)工实时沟通的(de)机器人,而(ér)且其中一(yī)些机器人能透过直接观(guān)察或计算机程序学习(xí)新任务。许多专家认为,5G还将(jiāng)有助于(yú)降低机器(qì)人(rén)在工作场所和(hé)家中的成本,并(bìng)使其更便宜(yí)。
为什(shí)么机器人(rén)需(xū)要5G?
对于(yú)机器(qì)人开(kāi)发人员(yuán)来说,网络延迟是(shì)首先要面临最大的挑战:如果接收和处理输入命令的时间太(tài)长,导(dǎo)致计算和(hé)执(zhí)行某个动作之间间隔太大(dà),那么机器人技术的(de)发展就会受到严重的(de)制约。
到(dào)目前(qián)为止,传输(shū)操作(zuò)机器人所需的大(dà)量数据的唯一(yī)方法(fǎ)是让它们保持有(yǒu)线连接的状态。但现在多亏(kuī)了5G网络技术,无(wú)线数据传输已(yǐ)经变成了可能(néng)。
更令(lìng)人兴奋的是,低延迟、高可靠度、高带宽移(yí)动(dòng)网络(luò)将允许我们在这一领域(yù)引入(rù)云(yún)计算和人工(gōng)智能技(jì)术。通过(guò)5G连接(jiē)到(dào)云端的(de)机器人,可以使用机器学习(xí)技术来找到其在环境中和执行任务(wù)和导(dǎo)航的最佳方式,同时无需事(shì)先进行专门编(biān)程技术(shù),节省大量的人力和物力。
5G机器人能做(zuò)什么?
机器人可(kě)进行高效、精细的大(dà)量生产,长期以来(lái)一直被(bèi)用于自动装配、汽车和其他产品(pǐn)的制造。机器(qì)人还可(kě)以用来运输货(huò)物,或者在实用层面(miàn)上用以清(qīng)理工厂地板上的(de)杂物。由自动机(jī)器人执行琐碎和(hé)重复的任务,就能够让人(rén)工抽出更多时(shí)间从事更有价值的(de)工作。
尽管自动机器人(rén)已经在世界各地的工厂和零(líng)售场所投入使用,但要(yào)使机器人能够智能地与环境进行实时互动,就(jiù)必(bì)须在(zài)瞬间传递大量信息。这对制造商来(lái)说是极(jí)大的挑战,他们被迫必(bì)须建(jiàn)立复杂的机器控制系统,这不(bú)但减缓(huǎn)了开发周期,也阻碍了新领域(yù)的(de)发展。
由5G支持的云机器人将能够解(jiě)决这些(xiē)问(wèn)题,因为可以通(tōng)过5G技术将大量系统信息(xī)存储于云端,简化(huà)机器(qì)人(rén)在工厂(chǎng)车间的操作,提(tí)高它们的易用性和效率。要拥有(yǒu)高生产力(lì)机器(qì)人的关键在于拥有强(qiáng)而稳定的5G连接,只要数据传输的路(lù)径更(gèng)接近(jìn)连接源,5G就(jiù)能比无线连接拥有更快的传输速度,并大(dà)幅提升数据传输(shū)量。除此之外,5G的灵活性更(gèng)强,这使制造(zào)商能够在保持较低成(chéng)本调整的同时,适应不断变化的(de)制造环境。
除此之外(wài),5G机器(qì)人(rén)在(zài)疫情中(zhōng)也发挥了重(chóng)要作用。巡逻机器人、消毒机器人(rén)、送餐机器人等在疫情防控前线为医护人员分担了大部分压(yā)力,减少医患(huàn)直(zhí)接(jiē)接触,降低了风险。
5G催生(shēng)了哪些机器(qì)人应用场(chǎng)景?
5G技术在(zài)机器人领域最重(chóng)要的(de)用途之一就是医学领域,尤(yóu)其是当通过经验丰富的外科医生操作机器人工具进行远程手术的时候。
通过远程技术进行(háng)手术,其(qí)实并(bìng)不(bú)完全是一项(xiàng)新(xīn)的领域,但是5G技术可以让手术实(shí)时进行,而且精确(què)度更(gèng)高。有了(le)专门(mén)的设备,医学专家(如大脑或心脏外科医生)就可以为处于世界另一端(duān)的病(bìng)人(rén)进行实时手术。这可以在时间紧迫、交通不便的情况(kuàng)下挽救更(gèng)多人的生命(mìng),比如农(nóng)村地区的(de)中风病人。
5G机器人也可以在工厂(chǎng)内找到合适的工作。目前工业机器人我们(men)已经司空(kōng)见惯(guàn)(尤其是在汽车装配焊接车间,机器人(rén)已经成为(wéi)了必备(bèi)的工具(jù)),但(dàn)5G的出现将使芬兰电信巨头诺基亚公司所(suǒ)描绘的“意(yì)识工厂”概念成为(wéi)可能。
这(zhè)是一种新(xīn)型的智能工厂,机(jī)器人配备了传(chuán)感(gǎn)器,提供有关制(zhì)造(zào)过程各个方面的恒定信息(xī)流。对(duì)于(yú)目前(qián)的移动(dòng)网络(luò)来说,如此大量的数据规(guī)模先(xiān)要及时处理具有非常(cháng)大的难(nán)度。而5G网络带(dài)来(lái)的一(yī)个关(guān)键优势就是能够将带宽划分为很多个不同(tóng)的“碎片”,这些“碎(suì)片(piàn)”则可(kě)以分配给不同(tóng)的特定任务。
与此(cǐ)同时,人(rén)工智(zhì)能技术(shù)来操作机(jī)器人,使(shǐ)用不同的碎片在无需轨道的(de)情(qíng)况下在有意识工厂中自动导航,同(tóng)时使用云计(jì)算来完成处理(lǐ)器其运动的大量数据工(gōng)作,而其他机器人(称(chēng)为“cobots”)也可以安全的(de)与人类工人(rén)一起(qǐ)完(wán)成(chéng)哪些需要人类直觉才能(néng)完成的特别复杂(zá)任务(wù)。
在世界其他地(dì)方,配备5G的机器(qì)人则(zé)可以通(tōng)过农业的进步,满足世(shì)界(jiè)上不(bú)断增长人口对粮食的需(xū)求。5G RuralFirst是一(yī)个总部位于(yú)英国的(de)项(xiàng)目,涉及的(de)企业和(hé)组织包括了思科、斯特拉斯克莱德大学和各种(zhǒng)商业(yè)伙伴,该项目致(zhì)力于(yú)在远离大城(chéng)市的农(nóng)村地区建立农(nóng)业专用的5G测(cè)试(shì)平台。
该项(xiàng)目想法是非常激进(例(lì)如为奶牛佩戴健康追踪项(xiàng)圈),但也(yě)有一些非常实用(yòng)的机(jī)器人应用例子,可(kě)以(yǐ)显著提高农(nóng)作物产(chǎn)量,让(ràng)农(nóng)民实现(xiàn)更大(dà)的产能。
据悉,5G RuralFirst旗下一个名叫Hands Free Hectare的项目(mù),已经成功(gōng)的完成了植物的播种、种植和收(shōu)获等过(guò)程,甚至在整个过程中完全无需人类的双手接触植物。所有的工(gōng)作都是由自动拖拉机(jī)和无(wú)人机完(wán)成(chéng)的,而额外(wài)的数据则由用来监测土壤水(shuǐ)平的微型传感器提供。
机器人农场(chǎng)设备可以大幅减少种植农作(zuò)物所需的(de)劳(láo)动(dòng)力,使一位(wèi)农(nóng)民就可以管理更多(duō)的土(tǔ)地,而且由于土(tǔ)壤条件、害(hài)虫和杂草方面的数据(jù)不断(duàn)变(biàn)化,因此这(zhè)一(yī)方法会显得更加有效。
企业纷纷切身力行
据外媒报道,业内人士预言到2027年,5G机器人(rén)的(de)出货量预计将达到57万台,主要(yào)部署在关键任务和关键业务环境(jìng)中。越来越多的机(jī)器人厂商在布局5G,包(bāo)括机(jī)器人四(sì)大家(jiā)族的他们都在做先行者。
早在2017年3月,Kuka和华为Wireless X Labs无线应用场(chǎng)景实验室(shì)合作一对机器人手臂(bì)在(zài)精确同(tóng)步和协作中表演舞蹈和击鼓,两(liǎng)个机械臂之间(jiān)每隔4ms就需要进行一轮的信息与指令交互,这需要无线网络的(de)端到端的(de)传(chuán)输时延要(yào)求满(mǎn)足低于1ms才能成功完成演示。根据(jù)在KUKA实验室的(de)对接测(cè)试结果(guǒ)表明(míng),基于无(wú)线的(de)时延稳定在1ms以内,可靠(kào)性达到了99.999%。
现今机器人已(yǐ)然(rán)进入实(shí)证阶段,电装机器人已经开始在旗下的自动化工厂对配置了5G通讯系统的工业机器(qì)人(rén)进行(háng)实证(zhèng)试(shì)验。2019年1月21日,实证试(shì)验首先在九州工业大学户畑校区启动,随后于2月18日转移至电(diàn)装九州(zhōu)工厂内进行。本次实证试(shì)验在布设了(le)28GHz频段5G基(jī)站的试验区内(nèi)进行,将高精度三(sān)次元测量传感器与机器人对应5G端口相连接,就可(kě)以通过5G进行测(cè)量数据和控制数(shù)据的(de)传送,进而对机器(qì)人进(jìn)行高精度控制。
2019年3月,由新松机器人自主(zhǔ)研发、辽宁移动提供网络(luò)支持(chí)的(de)5G智能巡检机(jī)器人研(yán)发(fā)成功。在辽(liáo)宁移动公司的牵(qiān)头下,这(zhè)款(kuǎn)机器人被应用到沈阳机(jī)床和华晨宝马厂区进行(háng)实地的测试,替(tì)代(dài)人(rén)工(gōng)对厂区的一些环境复杂、恶劣的区域(yù)进行巡检。未来,在5G信号(hào)大范围铺设的(de)前(qián)提下,5G巡(xún)检(jiǎn)机器人将能够在包括危化品等特殊厂区以及(jí)人流密(mì)集(jí)的机场、火车站等地应用,智能(néng)巡检机器人在(zài)代替巡视人(rén)员(yuán)完成巡视工作的同(tóng)时,既能保证巡视(shì)人员安全,也大大(dà)节(jiē)约了巡(xún)视的(de)时间,变人工巡(xún)视为“智(zhì)慧巡视”。
新基建促使(shǐ)机器(qì)人行业进入快车道
“新基建”成为焦点,一方(fāng)面是(shì)数(shù)字经济发展的必然结果,城市基础设施建设需要结(jié)合云计算、大数(shù)据、AI等新技术获得(dé)创新能(néng)力;另外,疫情背景下催生的(de)“无接触经济”,使得机器(qì)人(rén)产业加速进(jìn)入快(kuài)车道。
随着人工智能的兴起,机器人以创新式的落(luò)地(dì)应用(yòng),遍地(dì)开花,多次见诸(zhū)报(bào)端。逐(zhú)步在医疗、安防、金融、教育、零售、餐饮(yǐn)等多个行业树立起标杆式(shì)应用案例(lì)。让脱胎(tāi)于科研(yán)实验室的前沿技(jì)术进行商(shāng)业落地转(zhuǎn)化,并不断的根据行业场景的特点不断优化(huà)迭代,实现从样机到批量(liàng)化的跨越;完(wán)成多个应(yīng)用方向“技术攻关”正(zhèng)在向“行业应用(yòng)大规模落地”应用(yòng)大规模落地有序(xù)递进。
行业发展之初,受新技术的突破及(jí)政策影响(xiǎng),机器人(rén)企业数量出现井喷式(shì)发展,各类型企业纷纷(fēn)转型切入(rù)机(jī)器人赛道(dào),产生一定(dìng)的行(háng)业泡沫。“疫情”像一面镜子(zǐ),照射出虚实(shí),促使行业由脱(tuō)虚向实(shí)转变,形象价值(zhí)衰减,实用价值(zhí)彰显,大致形成三条主流路径。
第(dì)一(yī)条是机器(qì)人+人(rén),提升服务效率。近(jìn)几年,随着(zhe)用工资源的紧张和智能技术的成熟,众多(duō)服务场景(jǐng)开始优化服务人员结构,开始使(shǐ)用(yòng)服务机(jī)器人提升生产效(xiào)率(lǜ),缓解用工(gōng)荒,逐步(bù)用机器红利接棒(bàng)传统的人口(kǒu)红利。第二条是近程+远程,提升协同效率。随着市场竞争的(de)加剧和互联网的发(fā)展,越(yuè)来越多的服务场景通过互联网远程操控机(jī)器人(rén),由机(jī)器人完成任务(wù)执行,缩短物理(lǐ)空间距离,人机耦合,从(cóng)从而大幅提升(shēng)协同效率,优(yōu)化资源配给能力。
第三(sān)条是AI+人脑,提升决(jué)策效率。目前,人(rén)工智(zhì)能渐(jiàn)渐从探索阶段进入到应(yīng)用阶段,部分行业龙头企业与数据公司联合(hé)攻关,通过海量数(shù)据(jù)和(hé)机器学习,积累海量的行业数据,从不(bú)规律中寻找(zhǎo)规律,将不确定变为确定,用机器(qì)算法替代(dài)人工经(jīng)验,从而提升行(háng)业决策效(xiào)率(lǜ)。
新(xīn)基建对机器人行业的影(yǐng)响远不(bú)止于此(cǐ),数字经济与各(gè)垂直行(háng)业的深度整合,随着5G网络及智慧城市的逐步(bù)完善,“智能(néng)场(chǎng)景+机器(qì)人行业应用”的模式将在医疗、安(ān)防、教育、配送、清洁(jié)、零售等行(háng)业(yè)快速(sù)复制,形成(chéng)庞大的机(jī)器人(rén)行业(yè)应用矩(jǔ)阵(zhèn),推动众多新业(yè)态形成。