本文来自微信公众号“电子发烧友网”,【作者】 吴子鹏。
电子发烧友网报道(文/吴子鹏)据报道,总部位于美国俄勒冈州的Agility Robotics公司近日宣布,其建造的全球首家人形机器人工厂“RoboFab”已经正式开始组装机器人,该工厂在第一年内的生产能力达到数百台。
Agility Robotics成立于2015年。2023年9月,Agility Robotics在俄勒冈州塞勒姆开设第一家机器人制造厂RoboFab,预计第一年生产数百台Digit,随后扩展到每年生产1万台左右。如今,最新消息传来,RoboFab工厂已经正式进入了量产阶段。
在应用端,今年8月份,BMW(宝马)集团宣布,在美国Spartanburg工厂首次进行了将人形机器人导入生产线的试验,所应用的机器人来自加州企业Figure。因而,随着越来越多的人形机器人工厂步入量产阶段,人形机器人在制造业的应用将呈现爆发趋势,带来相关元器件的规模性需求。
RoboFab工厂进展神速
RoboFab工厂是Agility Robotics公司建设的全球第一家量产人形机器人的工厂,在行业发展中具有重要的意义。Agility Robotics首席执行官Peggy Johnson透露,RoboFab工厂的规划面积是7万平方英尺,年产能目标是1万台。
RoboFab工厂的核心产品是移动操作机器人(MMR)Digit,Agility Robotics公司将这些产品定义为全球最领先的MMR机器人,可以进入现有的工作场景,并解决工作流程中最难自动化的部分。根据产品介绍,目前RoboFab工厂量产的人形机器人Digit站立高度为5英尺9英寸,能够触达从地板到5英尺6英寸的高度,最大的称重为35磅,需要的配件是终端效应器和充电站。其中,终端效应器是为了帮助人形机器人对工件进行作业。
Digit是Agility Robotics公司精心打造的物流机器人,可以执行多种任务并适应不同的工作流程,身型非常适合在仓库内工作,便于部署在现有仓库或基础设施中而无需改造。据悉,Agility Robotics公司量产的机器人在知名厂商的实际应用中进行测试,包括亚马逊和GXO物流。Peggy Johnson表示,“仅在物流领域,就有超过100万个工作岗位空缺。像Digit这样的机器人可以介入,帮助物流客户填补劳工空缺。”
2023年3月,Agility Robotics公司发布了Digit V4版本。2023年10月,该公司开始在世界最大的电商公司亚马逊的仓库里测试Digit。2024年6月,Digit正式进入GXO物流的轮班,不是测试、验证和演示,而是真正作为工人进入物流仓库,Agility Robotics公司称这是里程碑式的一天。
Digit进入GXO物流仓库轮班,图源:Agility Robotics
目前,人形机器人的应用已经不限于物流,在更加复杂的制造场景中,也已经有厂商开始部署人形机器人。今年8月,BMW(宝马)集团宣布,在美国Spartanburg工厂首次进行了将人形机器人导入生产线的试验。这款由加州企业Figure开发的最新人形机器人「Figure 02」成功地将金属板插入特定的夹具中,并将其组装成底盘的一部分。由于汽车工厂非常讲究效率,因为对机器人的灵巧度有更高的要求。
国产人形机器人进展
在国际厂商方面,Figure、波士顿动力、特斯拉,以及上述提到的Agility Robotics,目前在人形机器人方面进展都很快,且各有所长。那么,目前国内人形机器人又发展到了什么阶段呢?
从厂商数量来看,统计数据显示,截至2024年2月,全国人形机器人相关企业数量为2.5万家,竞争更加白热化。从区域分布来看,广东省、北京市和上海市的人形机器人企业数量位居前三,分别有4516家、4479家和3027家。
目前,国内也已经诞生一批人形机器人的代表性企业和代表产品。比如宇树科技Unitree G1,这款机器人发布于2024年5月13日,一经推出就引起了市场的巨大反响。Unitree G1售价9.9万元起,被称为AI化身。其拥有超越常人的灵活性,具有超大关节运动角度空间,配备了23~43个关节电机;提供力控灵巧手,结合力位混合控制,灵敏可靠,可以模拟人手实现对物体的精准操作;搭载UnifoLM(Unitree机器人统一大模型),智能化能力不断更新。目前,Unitree G1已经开启批量销售。
Unitree G1的灵巧手演示,图源:宇树科技
再比如傅利叶智能Fourier GR-2,这款机器人发布于今年的9月26日。Fourier GR-2继承了前代产品GR-1的仿生设计,身高提升至175cm,体重达到63kg。全身共有53个自由度,单臂运动负载可达3kg,使得机器人能够执行更为复杂的操作。同时,GR-2在硬件、设计、开发框架等多个关键环节带来了创新和提升,展现更灵活、更强劲、更开放的特性,满足各领域开发者、多元应用场景的需求。Fourier GR-2同样具有灵巧手,搭载新一代12自由度灵巧手,配合6个阵列式触觉传感器,可以对不同形状、材质的物体实行精准抓握。Fourier GR-2全系列7款不同型号的人形专用FSA执行器,采用双编码器系统,精度翻倍。
另外,国内为人熟知的人形机器人还有优必选Walker S,已经进入蔚来工厂实训;小米Cyber One,可识别45种语义和85种环境音;智元机器人远征A1,已经在包括照护、做饭、清洁等家庭场景落地;小鹏PX5,尚处于早期阶段,未来将落地在小鹏的工厂和销售场景。
能够看出,无论是国外还是国内,目前人形机器人都已经进入落地早期,未来可期。
人形机器人带来元器件新需求
统计数据显示,预计2024年全球机器人出货规模约4700万台,未来5年维持20%以上复合增长率。在市场规模方面,根据国际投资银行高盛的预测,全球人形机器人市场规模预计到2035年将达到1540亿美元。
人形机器人的飞速发展带来了庞大的元器件新需求。目前,人形机器人在着力提升机体的自由度,关节数量成为关键,这带来了更大的电机和执行器需求。电机是人形机器人的动力源,为机器人的行走、转动和抓握等基本动作提供动力,还通过精确控制转速、转矩和方向,使机器人能够完成复杂的运动任务。在传统伺服系统方面,国际厂商包括西门子、伦茨、施耐德、力士乐、安川、三菱、松下、富士等,国内厂商主要包括台达、汇川、禾川和雷赛智能等。
同时,人形机器人也带来了一些新的电机需求,包括空心杯电机和无框力矩电机等,主要用于灵巧手和高精度关节。无框力矩电机的国际厂商包括Maxon、穆格公司、森萨塔科技、科尔摩根公司等,国内公司主要包括步科股份、昊志机电、江南奕帆、微精电机等。空心杯电机的国际供应商主要包括Maxon、FAULHABER、PORTESCAP等,国内厂商主要包括鸣志电器、伟创电气和威兆机电等。
除了电机,在人形机器人的关键执行器和灵巧手执行器中,核心元件还包括减速器、丝杠、编码器、力传感器。在能源系统方面,电池包和电源管理系统也是人形机器人系统里的核心。此外,人形机器人是AI系统的承载体,因此高算力芯片、MCU、雷达、深度相机、麦克风等元器件的用量也会非常大,相关厂商都有望受益。
结语
随着Agility Robotics公司宣布RoboFab工厂正式开始组装机器人,全球人形机器人发展进入新阶段。这也就意味着,困扰人形机器人的业务范围问题,已经随着人形机器人和具体应用场景的结合被攻克,各产业部署人形机器人的数量将快速提升。
在人形机器人方面,国内厂商表现出色,像宇树科技Unitree G1、傅利叶智能Fourier GR-2这样的国产人形机器人,在整个国际市场都非常有竞争力,接下来就看如何更好地深入场景了。
人形机器人是高科技的综合体,是AI模型的具身化,因此对相关元件的带动作用明显,随着人形机器人产业爆发,零部件核心也会跟着受益。