机器人已经是当前最热门的应用之一，无论是在餐厅、工厂还是家庭，机器人已经逐步取代人力，帮助人类做一些繁琐、辛苦的工作。展望未来，随着人工智能与机器人技术的成熟，未来将会有更多机器人投入人类社会，成为人类的最佳帮手。本文将为您介绍机器人的发展，以及ADI在机器人应用所能够提供的解决方案。

将人类从3D自动化工作解放出来

许多人对机器人的定义，常常停留在科幻电影中的人形机器人，事实上，机器人已经以各种不同的形态存在我们的生活中。仔细观察我们的周围，机器人已经无处不在，机器人在杂货店、餐厅帮忙送货、送菜、打扫与回答客人的问题。有些协作机器人则和员工一起工作，在更智能的工厂车间帮助完成重复性任务。也有一些机器人进入家庭，帮忙修剪草坪、协助吸尘、清扫地板。还有些机器人甚至在医院参与救死扶伤工作，帮助消毒医院房间，协助护士抬起病人，保护看护者免受伤害。这些机器人正在重新定义我们的工作、娱乐和互动方式，它们的存在无疑将永远成为我们生活中不可或缺的一部分。


如今，制造商需要以更少的投入做更多的事情，将许多枯燥（dull）、肮脏（dirty）和危险（dangerous）这类的3D自动化任务交给机器人来实现，让员工从繁琐重复的任务中解放出来。自动化正在推动平凡和重复性任务的减少，让人类有时间去做更有技巧、更具认知价值的工作，同时减少受伤的风险。这种工作能力增强，可较大限度地发挥员工潜力，提高工作满意度，尽可能减少员工流失。


机器人帮助解决工业自动化应用需求

在工业应用中，已经普遍使用机器人进行一些重复、繁重的工作，并已经对整个制造业产生重大影响。目前工业领域正在发生变化，以期跟上消费者的需求和行为，对产品生产上进行更多定制和更快周转时间的期望，迫使制造商改变运营策略以应对这一新需求，包括采用更多本地化设施和快速可重构的生产线。


工业机器人正面临着新的发展趋势，包括制造业的格局正在转变，自动化的投资回报率也在日渐提高，传统机器人也朝向更为先进的方向发展，以往单独运作的机器人也改变为与人类一起工作的协作机器人，此外，自动导引车（AGV）、工业移动机器人也正在快速普及应用，科技的进步使得机器人的采用可能性大幅提升。


工业机器人正面对着许多挑战，通过协作性的提高，自动化的限制已经逐渐减少，通过更多的传感器来增进人类的安全性，在数字化发展方面，包括工业4.0、机器健康状态、机器学习、物联网与大数据，通过简化的过程，机器人变得更为更易于使用、更具灵活性，并支持即插即用接口。


不断增长的消费者需求正在推动从低组合、大批量制造，朝向高组合、小批量制造转变，这就需要工厂车间具有更高的灵活性。像是消费者也许需要一辆在引擎盖上刻着特殊字母、图案与颜色的跑车，或是在内装上要求更多客制化的配置，由于机器人的普及，将使这种少量、多样的定制得以实现。除此之外，自动化的投资回报率也在不断增加，因为机器人的成本越来越低，同时生产力和灵活性不断提高。


与人类一起工作的协作机器人快速崛起

汽车制造行业使用的传统工业机器人运转速度高，有效载荷通常也很大，因此需要使用安全笼或光幕与人类分开。目前这些类型的传统工业机器人必须不断地进步，以解决像是多轴同步、高精度移动控制、优化尺寸以解决空间受限问题、更有效率的功率转换、功能安全性、稳定性与正常运作时间等挑战。


目前协作机器人正在崛起，以前只有人类才能完成的任务正在实现自动化。相比传统工业机器人，协作机器人的安装更简单，安装成本更低，采购成本也更低。企业可以自行安装和设置机器人，并进行编程。这样，更多的制造商就能够采用以前负担不起的自动化设备，同时降低总拥有成本（TCO）。协作机器人已经解决了在功能安全性、接近传感、布线、中距离运动控制、更有效率的功率转换、方向传感等挑战。


当前机器人所带来的革命相当多样，像是在工厂中可以协助生产线的转换，灵活的自动化可实现无缝工具切换、即插即用接口和快速重新编程，这样机器人就能够从现有任务（如制衣）重新部署，转向一些新的任务，如制作医用口罩或防护服，协作机器人将在其中扮演重要的角色。


全球疫情推动机器人采用快速发展

机器人与自动化的应用已经不仅局限于制造业，在全球疫情下，制造、物流、工作场所的工人需要保持距离，医院、机场等地方经常需要进行清洁与消毒，在实验室、医院、仓库间的物体移动，分销中心的商品拣货与包装等工作，都加速了机器人的采用速度。


机器人可协助员工保持社交距离或隔离，在危机（或疫情）时期，制造、物流或回收中心正是机器人大显身手的地方，将机器人放置在员工之间既可以实现必要的隔离，同时还补充缺失的劳动力，从而保持生产力。


此外，在医院、机场、商场和公共场进行清洁与消毒工作，将是机器人真正的用武之地。自动导引车比人工清洁更快、更有效，它们可以使用紫外线而不是喷雾方式对病房进行消毒。在医疗设施中的机器人将可协助进行物料运输与搬运，将可以达到完全自主导航，甚至不用人工干预就能乘坐电梯。它们可以分发药物或将样本送到实验室，从而提高效率并减少人体与危险物质接触的机率。目前自动导引车已经解决了导航、稳定性、高效率功率转换、电池管理、无线通信、功能安全性的挑战，正在各种工业、医院、仓库等领域大幅采用。


毫无疑问，网络购物未来仍会大规模持续增长，以往在配送中心都是采用人工进行拣货和包装工作，这是非常繁重的工作，这意味着机器人的独特能力将是配送中心的最佳伙伴，可快速准确地完成订单的拣货和包装，以实现隔天（或当天）交货服务，提高消费者的满意度，采用机器人将会是配送中心的重要发展方向。

结语

虽然有些悲观主义者会继续关注有关机器人会消灭人类的杞人忧天预测，或是自动化可能带来人们失业的消极后果，但只要保持冷静思考，人们主动接受未来积极的变化，则将会带来截然不同的思考方向。自动化和机器人技术对人类生产力、安全性、竞争力和创造就业机会都具有重要的意义，在这个变化莫测的疫情时期，机器人将在支持社会和帮助经济复苏方面，发挥着关键而广泛的作用，同时减少对全球供应链的依赖，重新支撑起制造业，这是每个人都可以期待经历的未来发展。


对于害怕机器人取代人类工作的人来说，机器人在许多工作中运用的技术根本无法与复杂的人脑匹敌，例如，那些需要同理心、关键决策或过程知识等人类技能的任务，都是机器人所无法取代的工作，人类则可从枯燥、肮脏、危险的工作中解放出来，去执行更多具有附加价值、更有趣的工作，并减少受伤的机会。


ADI一直在致力于发展机器人应用所需的相关科技，像是工业以太网解决方案、SmartMesh®无线网络、Linear的电源产品、机器健康监控、电池管理、稳定性与定向技术、导航与地图绘制、接近检测、网络安全、功能安全、伺服驱动信号链等技术，ADI更专注在系统层级，而不仅局限在零部件，并结合软件解决方案，以及人工智能与算法的开发，将能提供客户更全面、更完整的解决方案与技术支持。