如果說(shuō)工業(yè)4.0是一個(gè)風(fēng)口，那么協(xié)作機(jī)器人可以算得上是風(fēng)口上的“風(fēng)口”了。

有數(shù)據(jù)顯示，全球協(xié)作機(jī)器人的銷售額將從2015年的1.16億美元增長(zhǎng)到2025年的114億美元，市場(chǎng)增幅將超過(guò)100倍。

再來(lái)看看作為“世界工廠”的中國(guó)市場(chǎng)，高工產(chǎn)業(yè)研究院的研究表明，2014年至2017年，中國(guó)市場(chǎng)中協(xié)作機(jī)器人銷量及市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了91.5%和71%；預(yù)計(jì)到2020年，協(xié)作機(jī)器人總銷量將會(huì)達(dá)到16500臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模將突破18億元。

這些市場(chǎng)數(shù)據(jù)看著確實(shí)讓人眼熱。但是對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)，“協(xié)作機(jī)器人”并不是一個(gè)熟悉的概念，在真正讀懂為什么它會(huì)受到如此熱捧之前，只能是不明覺(jué)厲了。實(shí)際上，協(xié)作機(jī)器人是從工業(yè)機(jī)器人中發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新品類，但是與傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人相比定位又明顯不同，甚至可以說(shuō)具有某些“顛覆性”的特征，因此在“第四次工業(yè)革命”的大背景下，自然會(huì)受到更多的關(guān)注。

圖1，不同類型的協(xié)作機(jī)器人（圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

不同以往

人們對(duì)工業(yè)機(jī)器人的認(rèn)知可以追溯到上個(gè)世紀(jì)60年代初，以Unimate arm機(jī)器人入駐通用汽車生產(chǎn)線為起點(diǎn)，機(jī)器人開(kāi)始在制造業(yè)中代替人類完成越來(lái)越多重復(fù)性、危險(xiǎn)、人力所不能及的工作，而且具有效率、精度和可靠性“三高”的特性，成為工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。由于工業(yè)機(jī)器人體積龐大，自重高，為了防止在操作過(guò)程中誤傷人類，所以總是被圈在一個(gè)金屬“籠子”中，所以總是一副一幅拒人千里的高冷范兒。

而協(xié)作機(jī)器人則在很多方面走向了傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的“反面”?！皡f(xié)作”二字體現(xiàn)出了兩者本質(zhì)的差異，顧名思義，這意味著這種機(jī)器人不再是被圈在“籠子”里，而是可以和人一起協(xié)同工作，去完成特定的任務(wù)。從外形上看，協(xié)作機(jī)器人也不那么“剽悍”，而是比較簡(jiǎn)潔、纖秀、柔和。

協(xié)作機(jī)器人的角色定位也更加靈活和多樣化，它們可以替代人們做一些機(jī)器擅長(zhǎng)的活兒，有時(shí)也可以和人做相同的工作以彌補(bǔ)人手不足，還可以真正和人協(xié)同交互共同完成一個(gè)任務(wù)……總之，“協(xié)作”二字不是徒有虛名。

之所以要開(kāi)發(fā)協(xié)作機(jī)器人這個(gè)新品類，一個(gè)最直接的動(dòng)因就是全球勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)的變化，特別是在那些傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，勞動(dòng)力供給能力明顯下降，加之全球化進(jìn)程造成的制造業(yè)外遷，進(jìn)一步加劇了本國(guó)制造業(yè)空心化的風(fēng)險(xiǎn)，給經(jīng)濟(jì)和就業(yè)帶來(lái)危機(jī)。特別是一些中小企業(yè)，由于沒(méi)有強(qiáng)大的資源支撐，會(huì)在勞動(dòng)力數(shù)量匱乏和成本增加的雙重壓力下喪失競(jìng)爭(zhēng)力。因此人們開(kāi)始設(shè)想，用一種成本低、部署易的機(jī)器人去補(bǔ)足勞動(dòng)力短板，由此協(xié)作機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。

更有意思的是，當(dāng)協(xié)作機(jī)器人這個(gè)想法和工業(yè)4.0的概念交融之后，人們發(fā)現(xiàn)兩者的調(diào)性有諸多契合之處，這就像是在協(xié)作機(jī)器人在原有的熱度上有添了把火，所以它再不火就沒(méi)道理了。

協(xié)作機(jī)器人和傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的差別

特征畫(huà)像

因?yàn)槭且粋€(gè)新類型，所以協(xié)作機(jī)器人究竟應(yīng)該是什么樣子的，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題不同的行業(yè)玩家會(huì)根據(jù)自己的理解給出不同的答案。不過(guò)如果我們給協(xié)作機(jī)器人畫(huà)像，以下幾個(gè)特征是少不了的。

人機(jī)協(xié)作：由于和人之間不再有物理性的隔離防護(hù)設(shè)施，所以協(xié)作機(jī)器人必須有安全性的保障，如基于先進(jìn)的傳感器，主動(dòng)感知和適應(yīng)變化的環(huán)境，確保與人交互的安全。

部署靈活：傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，大多是在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中去完成特定的工作，機(jī)器人必須有外部的系統(tǒng)環(huán)境做支持，一般認(rèn)為機(jī)器人自身的成本僅占系統(tǒng)總成本的30%左右。換言之，工業(yè)機(jī)器人的部署往往是牽一發(fā)而動(dòng)全身，會(huì)牽涉到整個(gè)支持系統(tǒng)的調(diào)整變化。而協(xié)作機(jī)器人則可以根據(jù)操作空間靈活部署安裝，在很多情況下可以做到即插即用，減少了對(duì)專業(yè)資源的依賴。

操作簡(jiǎn)便：操作傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，讓其聽(tīng)命于人，需要專門技術(shù)人員去編程，以及與其他生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成，使用門檻高。而協(xié)作機(jī)器人會(huì)有更友好的人機(jī)交互界面，通常使用圖像化編程的方式即可完成機(jī)器人的配置，非常方便。甚至有人在考慮引入VR技術(shù)，未來(lái)通過(guò)一個(gè)虛擬化的環(huán)境就可以手把手“教會(huì)”協(xié)作機(jī)器人必要的技能。

成本低廉：協(xié)作機(jī)器人不僅僅是自身單價(jià)低，而且也省去了搭建配套系統(tǒng)的成本，在實(shí)際使用中無(wú)需依賴專業(yè)團(tuán)隊(duì)……所以綜合下來(lái)，用戶以較低的價(jià)格即可擁有！根據(jù)協(xié)作機(jī)器人公司優(yōu)傲（UNIVERSAL ROBOTS）的測(cè)算，他們的某些協(xié)作機(jī)械臂產(chǎn)品平均195天就可以收回投資，這個(gè)投資回報(bào)（ROI）數(shù)據(jù)很有說(shuō)服力。

從上述特點(diǎn)中我們不難得出結(jié)論，協(xié)作機(jī)器人確實(shí)更適合為中小企業(yè)用戶提升效率提供助力。Taradyne公司（其收購(gòu)了優(yōu)傲機(jī)器人）在2018年的一份財(cái)報(bào)中曾經(jīng)披露，公司的協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品客戶中50%是中小型企業(yè)。而且這樣的客戶群也會(huì)將協(xié)作機(jī)器人擴(kuò)展到更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域中，除了汽車、電子這類典型制造領(lǐng)業(yè)，在倉(cāng)儲(chǔ)、農(nóng)業(yè)、餐飲等行業(yè)中，都會(huì)越來(lái)越多地看見(jiàn)它們的身影。

圖2，用于蘋(píng)果采摘的Abundant Robotics機(jī)器人（圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

技術(shù)賦能

從技術(shù)角度看，協(xié)作機(jī)器人除了在運(yùn)動(dòng)控制器、伺服電機(jī)、減速器這機(jī)器人三大件上不斷精進(jìn)外，未來(lái)還會(huì)圍繞著另外兩個(gè)“能力”勤修苦練。

第一個(gè)是感知能力。由于要與人協(xié)同工作，所以協(xié)作機(jī)器人需要發(fā)展出更發(fā)達(dá)的視覺(jué)功能，比如3D視覺(jué)，還可能需要將激光雷達(dá)和其他傳感器集成進(jìn)來(lái)，讓機(jī)器人能夠感知更多的環(huán)境信息，以做出正確的反應(yīng)。

第二個(gè)是處理能力。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人基本上是去完成重復(fù)、可預(yù)測(cè)的任務(wù)，而對(duì)于結(jié)構(gòu)化不明顯的任務(wù)——這實(shí)際上也是人類所擅長(zhǎng)的工作，如從隨機(jī)分類中挑選一個(gè)物體——并不是其強(qiáng)項(xiàng)，而這恰恰是協(xié)作機(jī)器人所面臨的工作場(chǎng)景。借助機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)，將是提升協(xié)作機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中處理非結(jié)構(gòu)化任務(wù)能力的有效途徑。

總之，協(xié)作機(jī)器人的時(shí)代已經(jīng)單來(lái)。找個(gè)《星球大戰(zhàn)》中C-3PO那樣的機(jī)器人保姆常伴左右，可能這樣的日子還很遙遠(yuǎn)，但是享用一份協(xié)作機(jī)器人做的便當(dāng)，這樣的場(chǎng)景應(yīng)該很快就會(huì)成為常態(tài)。