国产机器人如何佛系追赶四大家族机器人？

嘉宾 桂凯
2020年3月27日 星期五

播客嘉宾：上海交大机器人所博士 桂凯

“（德国）库卡的机器人在宝马的生产线上用了 5 年之后，他再卖到国内，用个十来年都没有问题。”桂凯说到。而国产机器人用个半年，就可能出现各种问题。

硬件拼装上，国内的公司每年出货一千多台，很多机械安装上的问题很可能发现不了。国外的公司每年出货几万台，所以他们的整个结构工艺、安装工艺都非常完善。

软件上，国外应用的行业特别多，在很多行业都有深根，对每个行业的需求都了解的特别清楚，针对每个行业都有相应的应用包。国内应用的行业很少，应用包相对不足。软件的稳定性和可靠性上也有一定差异。

这样的差距能靠资本、政策扶持来加速度拉近吗？还是只能佛系慢慢积累抵消呢？

立即听桂凯分享什么是机器人的动力学、外骨骼和人机交互控制，以及国产机器人如何才能追赶上四大家族机器人。

到 Apple 播客收听

在 iOS 设备上到 Apple 播客收听

到喜马拉雅收听

联系主播 & 加入播客听众群

Messages 信息联系更快捷

Apple 用户可以通过 Messages 信息直接联系主播。

发送你的语音留言，推荐自荐嘉宾，商业或个人合作，立即发 Messages 给我。

Messages 联系

如何使用 Messages 信息

播客中提到的知识点

• 机器人四大家族：ABB, KUKA, FANUC, YASKAWA
• 肌电信号
• ROS Robot Operating System 机器人操作系统

播客概要

1. 桂凯：交大硕博连读，个人专注于机器人动力学控制、外骨骼控制、人机交互控制的研究上。现在在和交大的师兄弟一起创业做机器人的动力学控制器和力控的打磨工作站。
2. 主播：动力学控制、外骨骼控制和人机交互控制，做机器人来说，这三者的关系是什么？？
   桂凯：动力学模型：一个系统有力了，它才会运动。描述它力和运动之间的关系就是动力学模型。控制终端就是希望机器人以某种特定形式来运动。外骨骼是一种特殊的机器人，他要穿在人的身上，就不可避免的要和人进行交互。动力学就是要让外骨骼更好地识别人的意图，再按人的意图来运动。
3. 主播：现在外骨骼是不是主要运用在医学和医疗康复上？
   桂凯： 现在真正落地的是在医疗上，但外骨骼也有很多其他的运用场景。
4. 主播：力上面的人机交互是如何去判断的？
   桂凯：有好几种方式：比如从脑袋里的信号来看，但这种方式识别率较低，识别的类别也比较少。另一种是从肌肉里面的电信号，我们叫肌电信号，来分析人的运动意图。还有另一种就是通过力传感器。现在以肌电信号和力传感器为主，因为这两种信号跟肌肉的运动活性直接相关。
5. 主播：怎么去判断要补多少力的差距？
   桂凯：这就是控制器要判断的。
6. 主播：比如说设计一个机器臂去抓取一个苹果，去设计这样一个动作的话，会涉及到哪些细节和理论知识？
   桂凯：这是最基本的一个动作。
   1. 首先要识别目标物体在什么位置。
   2. 然后再根据机器人的当前位置规划一种过去的方式，是走直线过去，还是圆弧过去，还是走 S 形曲线过去。
   3. 然后要考虑避障的问题，就是从你的起点到苹果之间有没有障碍物，如果有的话，要规避过去。
   4. 然后再开始考虑我们以多大速度过去，以多大的加速度过去。
   5. 把这些都做完以后，就开始反解了。因为机器臂有很多关节，我们需要发给每个关节要怎么动。
7. 主播：其实人在做这么简单的动作时，肌肉、大脑也是经历了这么复杂的计算和信息的传输？
   桂凯：没错，人在从小到大的学的过程中，形成了一种记忆的本能了，反算过程不需要人脑参与，有些是在脊髓上完成的。
8. 主播：所以一般设计这样一个机械臂要多久？
   桂凯：从本体开始的话，本体设计现状还是比较容易的，网上都有这种模型图。本体搭建大概几个月就差不多了。最重要还是控制器那块，机械臂相当于一个四肢，它需要一个大脑来控制它怎么运动。大脑的搭建过程是很麻烦的。
9. 主播：做开发的话，有开源平台方便开发，做机器人有这样的平台吗？
   桂凯：目前开源的话，以 ROS 这个机器人操作系统为主。因为机器人都是在工业场合用的，对稳定性和可靠性要求非常高。这种都是要收费的。
10. 主播：除了工业、医学、泡咖啡之外，机械臂还能运用在哪些场合？
    桂凯：物流领域，顺丰使用机器人加视觉做分拣。另外就是手术机器人。机器人适合固定场合的使用，像餐饮领域，它的环境比较复杂，使用起来还是有一定困难的。
11. 主播：那机器人会不会取代快递小哥？
    桂凯：京东在尝试最后一公里用机器人去送货，但这个还在尝试性阶段，落地还没有真正落地。现在快递小哥的成本还没有高到需要机器人来取代。还有，机器人的智能确实还没那么够。机器人擅长的是重复高精度的运动。
12. 主播：所以可不可以这么说，机器人的发展上软件这块是最大的瓶颈？
    桂凯：对，硬件上大家都做的差不多，软件上都要靠自己去慢慢提升。包括跟环境的交互，怎么去根据环境的改变来调整机器人自身的运动状态。比如，人来了，机械臂怎么做一些保护措施。
13. 主播：你自己做下来印象最深刻或者说最喜欢和自豪的项目是什么？
    桂凯：还是我的博士课题，整套可穿戴式的外骨骼系统搭建完成，有左右两个下肢，4 个自由度，整套系统有 7 、8 公斤的样子。
14. 主播：4 个自由度是指什么自由度？
    桂凯：比如我们的髋关节是一个自由度，可以单独运动。膝关节也是一个自由度，一个独立的运动就叫一个自由度。4 个自由度就是左右两侧的髋关节和膝关节。
15. 听众问题：国产机器人和四大家族的机器人差距在哪里？需要多久能追平？
    桂凯：从体量上来说，
    • 第一是发那克，它的机器人主要以黄色为主。
    • 第二位是 ABB ，他们的机器人主要以白色为主。
    • 第三名是安川的机器人，以蓝色为主。
    • 第四名是库卡，橙色为主，库卡被国内的美的收购了。
    国内的差距，在硬件上是拼装，每年出货一千多台，没有大批量出货，很多机械安装上的问题他可能发现不了。国外的公司每年出货几万台，所以他的整个结构工艺、安装工艺非常的完善。库卡的机器人在宝马的生产线上用了 5 年之后，他再卖到国内，用个十来年都没有问题。
    软件上主要体现在应用性上。国外应用的行业特别多，在很多行业都有深根。对每个行业的需求都了解的特别清楚，针对每个行业都有相应的工艺包。国内应用的行业很少，工艺包相对不足。 软件的稳定性和可靠性上也是有一定差异的。软硬件的差异都得靠长时间的经验积累来抵消。
16. 听众问题：无人驾驶有 L1 、 L2 等不同级别的区分，机器人有没有这样的分类？
    桂凯：简单来说，智能程度大概能分成两种，一种是没有任何交互的机器人，还有就是能跟外界环境、跟用户进行交互的机器人，它的智能性也就体验在这方面。
17. 听众问题：机械臂真的能做到打灰机这么灵活吗？
    桂凯：这么灵活是没问题的，像达芬奇的手术机器人。这种应用的话，其实技术难度并没有这么高。国外确实有公司做类似的产品。
18. 主播：如果听众听完你的访谈就记住一点，你希望他们记住哪一点？
    桂凯：我们跟国外的差距还是蛮大的，需要一步步去经验积累、去克服这个差距，而不是喊几句口号就能赶超的。
19. 桂凯：公司是佳安智能，主要有两款产品，一款是机器人动力学控制器的二次开发平台，给高校、研究人员用和机器人公司用。第二款产品是力控制的打磨工作站。
20. 主播：能不能分享一下你持续学习自我提升的方式？
    桂凯：主动去自我提升，首先要找到自己对哪个方面感兴趣。真的找到自己感兴趣的点，就非常有动力去提升自己。所以最关键还是找准自己喜欢做什么，不要去跟风。

    重磅资讯

    • 到知乎上关注桂凯

    支付宝赞赏

    

    喜欢就请打个赏。帮我一起把这档节目做得更好更久，带给你更多有为青年新视角。

    微信赞赏

    

    同步最新播客资讯

    及时获取最新播客资讯和幕后花絮，发现更多有为青年新视角，立即加入有志青年行动。