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本篇文章介绍自己参与2017世界机器人大会的相关内容。

前言

我第一次听说世界机器人大会还是在2015年10月,那会儿基地学长跟我们讲在当年11月底召开的世界机器人大会(后来才知道是第一届举办)上会有RoboCup国际赛冠军队伍的展示,当时我听完之后十分惊讶,因为我们舞蹈机器人基地曾经在7月份暑假期间受邀参加了在合肥举办的RoboCup国际赛,算是亲眼见证了那些国内外机器人强校之间的激烈对抗,所以我对那些获得RoboCup(世界最高级别机器人比赛)国际赛桂冠的队伍是相当崇拜的,没想到这次大会组办方能够把那么厉害的队伍邀请过来参加表演赛,就是从那一刻起,我意识到这个世界机器人大会可能并没有我们想象中的那样只会卖名字的噱头,看来它还真是有点货真价实的东西的。

因为在西安上大学的缘故,我错过了前两届世界机器人大会,2017年6月底我本科毕业回京参加工作,于是自己终于迎来了在家门口观看世界机器人大会的机会。从小到大算下来,这还是我头一次能够去现场参加如此规模的博览会,虽然离大会开幕还有一个多月的时间,但是自己已经在官网上预订好了门票,希望到时候能够看到各种有意思的机器人!

大会

外景

世界机器人大会的举办地在北京亦创国际会展中心,正好离我爸的工作单位不远(其实就只隔离了一条街区),所以那天一早我爸就开车把我送到了会场附近,到了之后我才发现机器人大会的受欢迎程度已经远远超出了我的想像,场馆周围早已被人流围得水泄不通,其中大部分是家长陪着孩子一起来的。幸好我提前在网上预约好了门票,志愿者只要扫一下二维码便可以兑换纸质票,不然自己还得排长队(如下图所示)用身份证领票,一时半会儿根本挤不进去。

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历经千辛万苦,我总算是随着人群通过安检进入到了场馆外围的广场,还好场馆门口附近没有太多的人,自己赶紧掏出手机抓拍了一张留做纪念。

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展览

  • 展示机器人

    Pianobot
    如下图所示,一个身着燕尾服的机器人正坐在钢琴前准备弹奏音乐,没错,它就是在本次世界机器人大会上出尽风头的机器人钢琴家——Teo Tronico(特奥特劳尼克)。根据官方的介绍,这位机器人钢琴家总共拥有53根手指,由于每根手指都包含有相当多的关节(即机械自由度)且关节的动态控制做得非常出色,因此特奥特劳尼克能够极为准确、灵活地在钢琴上进行弹奏,速度之快,即使是世界上最顶尖的音乐大师,恐怕也很难与之相匹敌。

    此外,特奥特劳尼克还拥有令人叹为观止的“记忆力”,它能够准确地“记住”超过1000首含有复杂旋律的钢琴曲,并进行极其精准地演奏。人类无法记住的大量音符,一经录制,特奥特劳尼克就能够分毫无差地为你演绎。不过非常可惜的是,我来到展位的时候表演已经结束了,只能再等下一次了。

    pianobot

    ARTRobot
    北京钢铁侠科技作为国内第一家专门从事高级双足机器人研发的科技公司,在本次世界机器人大会上首次携ART双足机器人家族的三代产品集体亮相。从下图中可以非常清楚地看到,ART双足机器人初代机仅有腰部以下的机械结构,但是到了最新的第三代,机器人已经拥有了十指灵巧手,可以说在功能上相比前两代已经有了质的飞跃。不过虽说该款机器人的性能非常出色,但是其高昂的价格确实也不是闹着玩的,看来也许只有不差钱的高校实验室和企业才能用得起了。

    artrobot

  • 工业机器人

    FANUC
    FAUNC(发那科)属于工业机器人四大家族之一,总部位于日本富士山脚下,得益于其在工业自动化领域的巨大成就,因此被世人称为“富士山下的黄色巨人”,同时发那科也是最早为人所熟知真正使用机器人制造机器人的企业。不过了解发那科的人都知道,发那科真正厉害的地方不在于工业机器人本身而是其背后所使用到的高精度数控系统技术,不过很可惜的是,在本次世界机器人大会上发那科仅展示了LR Mate 200iC小型五轴机械臂,而其技术最先进的数控系统却没有面向大众开放,而且发那科的展位确实也不大,感觉与其地位不太相符(不过也可以理解,毕竟大会是在中国举办的嘛)。

    fanuc

    YAKSAWA
    YASKAWA(安川电机)也属于工业机器人四大家族之一,创立于1915年,总部位于日本福冈县的北九州岛市,相较于其他四大家族的机器人产品,安川电机的核心技术在于其相当高的稳定性,毕竟安川电机在创始初期就是从伺服电机系统做起的,所以它可以把电机的惯量做到最大化,从而使其设计的机器人拥有负载大、稳定性高等特点,即使在满负载、满速度运行的过程中机器人也不会报警,甚至能够过载运行。但由于发那科在数控系统领域的强势崛起,安川电机的机器人在精度上没有前者高,不过其价格优势明显,再加上安川电机与首钢成立合资公司,积极打入中国市场,国内的市场占有率应该不会少。

    yaskawa

    ABB
    ABB同属于工业机器人四大家族之一,来自于瑞士苏黎世,是由两个百年历史的国际性企业——瑞典的ASEA和瑞士的BBC Brown Boveri在1988年合并而成的。ABB的核心技术是强大的运动控制系统,对于机器人自身来说,最大的难点在于如何将机器人的运动控制做到又快又稳,而ABB的核心优势就是运动控制,可以说ABB的机器人运动控制算法在四大家族里是最好的,不仅仅有全面的运动控制解决方案,产品的使用和技术文档也编写得非常详细。

    在本次世界机器人大会,ABB带来了如下图所示的双臂协作机器人YuMi,YuMi机器人每个手臂拥有七个自由度,并同时配备了创新的力传感技术,这使得机械臂具有很高的灵敏度和灵活度,适用于各种精度要求非常高的工作,比如3C部件以及其他小型零部件的包装和测试等。

    abb

    KUKA
    KUKA(库卡)是工业机器人四大家族里创立时间最早的,库卡于1898年在德国的奥格斯堡成立,目前的主要客户来自汽车制造领域,同时也专注于向工业生产过程中提供先进的自动化解决方案。库卡的机器人产品统一涂装为代表活泼的橙黄色,而且外形设计也非常新颖、精致,被公认是四大家族里机器人“颜值”最高的,当然不要以为库卡只是靠脸吃饭的,能长期入围四大家族,必然是有几把刷子的。库卡的核心技术在于软件的易用性,它的二次开发做得很好,就算完全没有技术基础的初学者,在短时间内也可以轻松上手操作,而在人机交互界面上,为迎合中国人的使用习惯(你懂的),库卡将界面做得很简单,让用户像玩游戏一样就可以操作专业的机械臂。

    kuka

    FESTO
    FESTO(费斯托)成立于1925年,总部位于德国的埃斯林根,是全球气动和电驱动自动化技术领域的领导厂商。除了在传统的工业与流程自动化领域提供软硬件的全套解决方案之外,费斯托还在前沿技术创新领域里投入了大量的研发精力,其中最为惊艳的黑科技产品就是其采用自家的仿生学习网络技术所创造出的一系列整体外观和运动性能都极为逼真的仿生机器人,而在本次世界机器人大会上,费斯托不负众望带来了仿生蜻蜓BionicOpter和飞行水母AirJelly两大展品,说心里话如果不是自己亲眼看到仿生蜻蜓机器人,真的很难想象FESTO能将如此高度复杂的飞行特性付诸实现,不得不说德国的工业设计水平简直是逆天般的存在。

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    下图展示的是费斯托最新研制的气动轻型协作机械臂BionicCobot,根据官方的介绍,BionicCobot机械臂采用了人类运动学原理(肌肉之间的相互作用)进行设计,并且得益于其独特且先进的驱动概念,机械臂移动的速度和力度能够得到精确的控制,而最重要的是,在发生碰撞的情况下,该款协作机械臂的气动装置能够自动缩回,不会对操作者构成任何威胁。

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    由于参观时间有限,我没能看到费斯托公司下午的仿生蜻蜓和飞行水母的动态演示,不过通过下面这张图片,我想大家就可以很清楚地看到费斯托展台的人气有多么火爆,我敢肯定它的仿生机器人绝对是本届世界机器人里最受欢迎的明星!

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    Rethink Robotics
    Rethink机器人公司由Rodney Brooks于2008年所创立,与UR公司同为智能人机协作机器人发展的先驱。在本次世界机器人大会上,Rethink带来了旗下唯一的两款协作机器人Baxter和Sawyer,其中的Baxter我之前参加RoboCup合肥国际赛的时候就曾经见过,主要得益于其特有的串联弹性驱动器,使得用户能够更为精准地控制Baxter的机械臂的执行和反馈力,从而避免安全事故的发生。

    Sawyer是Rethink公司最新推出的一款具有革命性的智能协作机器人,据官方介绍其包含有7个自由度,伸展范围可达1260mm,同时有效工作载荷达到4公斤,自重只有19公斤,这意味着Sawyer机器人可以被安装在狭窄的空间中,代替人类进行高质量的工作。此外,其还拥有有先进的嵌入式视觉系统和独特的柔顺控制技术,使其能够和Baxter一样与人类并肩进行安全、高效的工作。

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    Unviersal Robot
    UR机器人公司来自丹麦,是人机协作机器人的全球领导企业,在本次世界机器人大会上UR公司带来了其标志性的UR3和UR5机器臂,并现场为观众演示机械臂倒茶和抓取甜点等绝活,虽然自己之前在学习ROS MoveIt!的时候就曾接触过UR机械臂并跑过简单的仿真程序,但是亲眼看到UR机械臂以如此平滑且精确的移动完成物品的抓取和放置,我还是不禁感叹道:如果我们的服务机器人晓萌也能做到这点的话,也许参加RoboCup机器人世界杯对于我们来说就不再是奢望了。。。

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    Intuitive Surgical
    Intuitive Surgical(中文名为直觉外科)公司联合IBM、麻省理工和Heartport公司共同研发了下图中的具有划时代意义的达芬奇外科手术系统,其设计理念是通过使用微创的方法,实施复杂的外科手术。简单来说,达芬奇机器人就是一种高级的腹腔镜系统,外科医生需坐在控制台前通过操纵特殊的控制器来远程控制床旁机械臂系统末端执行器在患者体内的运动并对病灶进行精确处理,从而代替传统人手完成整套外科手术。

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    DLR
    说心里话在来之前,我还真没想到大名鼎鼎的DLR也会参加世界机器人大会,因为据我所知DLR开发的都是非常高级的机器人,应该很少会在公众面前进行展示,所以当我看到DLR的展位时,内心其实是非常惊讶的。当然这里有必要向读者介绍一下DLR是什么,DLR(即Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt)中文名为德国宇航中心,总部位于科隆,主要负责与航空航天有关的大型研究项目,其下属的机器人和机电一体化中心是欧洲最优秀的机器人实验室之一,下图中工作人员正在使用体感手套演示的机械臂以及照片中的Rollin’s Justin机器人都是该中心最具代表性的研究成果。

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    TerBee
    在欣赏完DLR机械臂的精彩演示之后,我决定去别的展台看看,刚出DLR展位不远就在拐角处遇到了一个名叫TerBee的参展商,原本我以为它就是卖超声波传感器的,可是当我下意识地瞥了一眼他们的电脑显示屏后才发现这些传感器模组并不简单,因为根据演示视频,TerBee团队已经可以将传感器采集到的数据与ROS中的SLAM算法进行深度融合,从而实现小型移动机器人或四轴飞行器的实时定位与导航。总体感觉非常屌,不过看了一下官网其售价确实也不便宜,要是国内也有类似性能的产品就好了。。。

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    HRG
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    SIASUN
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    CALT
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    XRIP
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    AICRobo
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    LeiShenIS
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    Other
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    gsk

    elibot

  • 服务机器人

    SoftBank Robotics
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    PowerVision
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    UBTECH
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    CANBOT
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    Sanbot
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    KEENON
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    Roobo
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    HFAI

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    ECOVACS
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    DOBOT
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    TurtleBot
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    EAI
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    Other
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    slamtec

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比赛

  • RoboCom

    根据官网的介绍,RoboCom国际公开比赛主要面向青少年,通过对抗类、任务类和创意类3种不同的赛事形式,将团队协作、问题解决、科学发现等内容与比赛相结合,用于锻炼青少年对机器人技术的理解和掌握程度,并最大程度地激发青少年对机器人技术的兴趣。虽然我没太看懂RoboCom的比赛规则,但可以确定的是,它在国内的影响力还是相当可以的,我在比赛场地周围转了一圈,发现连很多外省市的小学都派队参加该项赛事,而且赛事组织方还邀请了一些国外队伍参加比赛(“国际赛”的头衔也算勉强够得上吧)。总之抛开技术水平不谈,能吸引如此之多的青少年投入到机器人的学习和制作当中去,RoboCom比赛还是很有积极意义的。

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  • Quadcopter

    无人机公开赛的比赛场地位于世界机器人大会的D馆。如下图所示,一走进D馆你立刻就能看到一个由防护网所围成的开阔区域,里面设置了很多带有LED灯带的标志杆和障碍物,选手需要以第一人称视角(FPV)远程操控竞速无人机绕比赛场地快速飞行,并穿越各种障碍,非常惊险刺激。我去的时候刚好就有一架四轴穿越机正在比赛,可惜还没飞完半圈就因碰到障碍物摔倒了地上。。。

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总结

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