模块化和定制化,复合材料机器人为何成为研究热点?

小夏 科技 更新 2024-01-29

自2024年Science Robotics发表上一篇文章《Self-Reconfigurable Robots: An Introduction》以来,复合机器人在复杂环境的要求下,已经持续了十余年。 2024年,移动复合机器人成为当之无愧的热点,无论是相关科研**还是企业产品,数量都比过去增长了20%左右,尤其是复合机器人结合虚拟、模块化、群体智能等热点后来,关注的人数急剧增加。

移动复合机器人的产业化也非常迅速。 据不完全统计,目前国内发布的移动复合机器人产品厂商有10余家,包括发那科、大明、捷卡、遨博、新松、优爱智和、易飞科技、海默机器人、吉三智造等,以及比亚乔快进、Robotics Plus、GeckoSystems International、ASMBLD等国内厂商正在快速崛起, 复合机器人的产业化程度不断提高。

数据显示,2024年至2024年,复合机器人在中国市场的销量从185台增长到1169台,年均复合增长率接近45%,预计2024年将保持40%左右的市场增长率,销量将超过1600台。 复合材料机器人当前和未来的发展因素有哪些?研究和企业发展有哪些新的关注点?机器人大讲堂认为模块化和定制可能是目前该领域关注的焦点。

研发和产业化的前景越来越明朗

所谓复合机器人,集成功能是它的核心。 它本质上是一个集多种功能于一体的机器人平台,属于机器人技术的一个重要分支,通常包括移动底盘、机械臂和激光雷达等部件,其核心是将不同类型的机器人技术和功能相结合,实现更复杂多样的任务的机器人系统。 随着智能制造的快速发展,复合材料机器人以其通用性和灵活性呈现出强劲的势头,并开始在工业、医疗、农业等领域崭露头角。

模块化是未来复合机器人的典型趋势之一,加速了机器人的研究。 2017 年 ScienceDirect 文章“模块化和可重构机器人综述”和 2018 年“模块化机器人配置的演变以实现高效运动”都得到了很好的揭示复合机器人的灵活性和可扩展性的特点。 多项研究证明,模块化机器人设计可以更容易地进行定制和扩展,通过组合不同的模块,可以快速创建适应特定任务的机器人,从而大大提高了机器人的灵活性和适应性。

在实际工业价值方面,目前很多企业都在开发复合机器人在非标准化场景中无疑具有巨大的应用潜力。 在医疗、美容、3C电子产品等传统制造业的零件装配中,复合机器人不仅可以更灵活地用于工件搬运、上下料等,从而满足车间全自动化柔性生产的需求,而且在子阵列模块维护等场景中也有更好的性能, 从而更容易定制复合机器人,是未来智能工厂的重要发展趋势。

复合机器人的场景更加通用。 由于模块化设计鼓励用户进行创新和定制,用户可以根据自己的需求和想法自由组合和修改机器人的模块更容易创建独特的应用场景和解决方案。 目前,随着工业 40 不断深化,机器人在工业领域的发展正在从第三阶段迈向第四阶段,企业需要解决柔性化生产的问题,这使得近年来,许多企业和科研机构都希望在复合机器人的方案中进行二次开发,使其更适合不同的生产场景,以满足不同应用场景的需求, 这也反映了未来模块化技术的实际可行性。

由于复合机器人结合了A**AMR和机械臂的特点,因此具有更高的工厂灵活性,不仅可以适应不同的生产场景,还可以输出大扭矩和稳定的动作。 这使得它比起缓慢下落的人形机器人,更符合人们对“脑、眼、手、脚”融合的机器人终极形态的想象。 特别是近年来,零部件技术的进步,使得复合机器人不断提高移动操作的精度、路径的灵活性和操作的便利性,技术进一步向协同化迈进。

同时,基于模块化设计,使机器人零件的维护和维修更加容易。 当一个模块发生故障时,故障模块可以轻松更换,无需对整个机器人进行维修,大大降低了维修成本和时间。

随着技术的不断发展,新的模块和功能不断涌现,模块化设计也使机器人它可以在功能和性能方面轻松扩展,以适应新的应用需求和技术趋势。 不仅如此,通过模块化设计,还可以降低机器人的整体制造成本,特别是对于研究人员来说,相当于省去了大量不必要的模块,也方便了制造商大规模生产和分销标准化模块,从而利用规模经济来降低单位成本。

目前,这种模块化的方式使得移动机器人的应用更加广泛例如在智能家居领域,通过模块化智能家居机器人提供更便捷的日常生活服务,已经有很多尝试;在智能仓库中,模块化物流配送机器人也不断推广;农业生产模块化机器人系统也将被广泛应用,以提高农产品的规模和生产效率。

复合材料机器人的发展方向及问题

在模块化的基础上,为了推动复合机器人的发展,加强机器人控制系统的功能化和智能化水平,已成为行业共识。

在当前的研究和产业化进程中,我们梳理了复合机器人的一些新的研究方向和趋势,借助这些复合移动机器人的技术,有望实现机器人与人类安全高效的协同,这涉及到很多方面,例如:

(1)多模态感知与融合复合机器人倾向于集成多种感知技术,如视觉、听觉、触觉等,以更全面地理解和感知周围环境。 这种多模态感知的融合有助于机器人更准确地执行任务,并适应不同的工作场景。

(2)人机协作与融合复合机器人需要具有更强的人机协作能力,能够与人类合作,包括共同执行任务、相互沟通和理解人类意图,以及适应人类的工作环境。

(3)学习和习能力:复合机器人需要具有更强的学习习和适应性,现在能够通过机器学习习和深度学习习算法不断提高性能,以适应新的任务和环境。

(4)灵活性和多功能性:复合材料机器人设计越来越注重灵活性和多功能性,要求机器人能够适应不同的任务,使其更加通用,能够执行许多不同类型的工作,而无需进行重大修改。

(5)自主决策和规划复合机器人在规划和执行任务方面具有更高的自主性,根据环境的变化和任务要求做出实时自主决策。

因此,这些技术是多层次的在这个过程中,这些问题往往需要研究人员结合使用机械工程、电气工程、计算机科学和人工智能以及其他知识领域,通过创新和协作逐步解决。 例如,如何整合来自不同传感器的信息,以及如何有效地融合这些信息,使机器人能够准确地理解和应对周围环境,势必是一个挑战,这需要系统架构的全方位集成。

例如,人机协作是一个复杂的问题,涉及开发智能算法,使机器人能够理解人类的意图,遵循指令,并在一起工作时避免潜在的碰撞和危险。 在人机协作的过程中,如果复合机器人需要具备独立决策的能力,能够在不同场景下做出合适的决策和规划路径,就必须要求机器人高级决策和路径规划算法以应对复杂和动态的环境,这反过来又是学习与习提出了新的要求。

可以发现,复合材料机器人作为一个非常全面的领域,其学术前沿和产业发展难度不言而喻,机器习、深度习、传感器、机器人控制系统、云脑等新技术的结合非常高,产业潜力十分广阔。 预计到2024年,我国机器人产业营业收入年均增长率将超过20%,复合机器人产业链、链条不断完善。

复合材料移动机器人的更好平台

随着人口红利的逐渐消失,劳动力成本开始逐渐上升,为了应对这些挑战,工业自动化和智能化已成为制造业发展的主要趋势。 更易于定制,成本更低复合机器人可以更好地满足各行业的生产需求,帮助企业提高生产效率,降低成本,非常值得开发者和行业研究人员关注。

那么,如何找到这种复合机器人平台呢?目前,诗巫机器人已推出多款专为科研、教育、产业发展而设计的移动平台集成解决方案,在复合机器人开发领域具有领先优势。

其产品采用模块化方式组成,搭载激光雷达、视觉等多个模块,如诗巫RIA MAX系列集成解决方案,可轻松实现移动抓取、SLAM测绘、自主导航、运动规划、多传感器融合等多种功能它是人工智能和机器人教学和研究的综合性开源平台。

不仅如此,复合机器人的结构复杂,还需要在多个单元之间进行控制和通信与环境模型进行匹配和定位会增加部署的难度和时间,降低部署效率。 与其他产品不同的是,由于思巫一直是ROS系统的开发者和推动者,其产品大部分基于ROS机器人操作系统设计,已经能够完成多产品系统的开放和集成,方便用户进行二次开发,为用户扩展其他传感设备提供了丰富的接入端口。

上海硅阶梯R200+UR5E集成解决方案 R200 UR集成解决方案 @上海硅步** 诗巫还考虑到复合机器人使用并涉及多种技术,包括机器视觉、机器学习习和自适应控制等,要有效地集成和集成这些技术,以确保机器人的高效协作和任务完成并不容易。 为此,Silicon Step从事复合材料机器人的设计和制造采用先进的技术集成方法和流程,确保技术的协同和集成是必不可少的。

上海硅阶梯lzrobot集成解决方案 移动抓取@上海硅步** 这也意味着硅阶梯的集成解决方案可以帮助用户在设计复合机器人时减少物理交互和柔性机械结构集成问题这种整体方法的产品将具有足够的灵活性和适应性它更容易适应复杂的工作环境,降低了制造和维护复合机器人系统可能涉及的高成本,提高了部署的效率和稳定性,并使科研和应用开发人员更容易在技术和应用上不断创新和改进,以提高复合机器人的性能和功能。

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