一个悲伤的创业故事:找对了问题,却没有找对方法
在协作机器人诞生之前,欧洲正面临人口老龄化带来的严峻形势,且因此引发的劳动力短缺问题还有愈演愈烈的趋势。市场上“机器换人”的呼声正高。而当时占据主流的传统工业机器人单价多在数万到数十万美元之间,应用于大型设备上的多轴高精度工业机器人甚至达到百万美元。再加上必须为设备的安装、调试额外付给系统集成商30-100万左右的服务费用,传统工业机器人的应用成本让中小型企业望而却步。更不用说这类设备结构复杂,在操作时要用围栏把人隔开,且必须由经过专业培训的员工操作。否则一旦操作不当,就可能出现安全事故。
笨重、昂贵且难以操纵,这就导致当时的中小型企业虽然有应用机器人的内在需求,却由于种种不便,将传统工业机器人的应用视为“鸡肋”。
与人互补的机器人
优傲机器人公司(UR)的三位创始人Esben Østergaard、Kasper Støy和Kristian Kassow看到了传统工业机器人的缺点,意识到方便易用的机器人将会大有市场,因此希望设计易于安装和编程的轻型机器人,以开辟新需求。恰逢2005年,由欧盟资助的机器人项目开始实施,鼓励中小型企业通过机器人技术提高劳动力水平,降低成本,增强竞争力。因此优傲公司在这一年于丹麦成立。
2008年,优傲机器人在丹麦和德国的经销商售出了首台UR5协作式机器人,这是市面上第一款运用于商业领域的协作机器人。与载荷以吨计数的传统工业机器人相比,这款六关节铰接式手臂机器人自重18公斤,有效载荷5公斤、工作半径85厘米,主打的就是小巧灵便。而且其机器手臂上安装了力反馈的传感装置,从设计上就考虑到对人的保护,可以与人在同一空间进行协作。在UR5之前的协作机器人绝大多数都局限于传统机器人的思路,要么主打“机器换人”,要么强调机器与机器的协作,而UR5才是第一个从设计理念上就强调与人协作,以协作机器人的要求进行开发的机器人。
协作机器人这一理念在当时结合了人和机器的优势,彼此取长补短:让机器人辅助人类去完成那些高重复性、高精度的工作;而人类则解决灵活性高、不断优化的工作。为此,协作机器人大多支持拖动示教,可以让人通过拖动机器手臂“教会”某个动作,其图形化的编程界面也比较直观,与传统工业机器人要简单得多。而且由于其轻便的体型和易于编程的特性,协作机器人可以在企业调整生产流程后,转移到生产线的任意位置,对于3C这样的产品具有小批量、个性化特点,产线更新换代快的行业,以及对柔性生产具有极高要求的企业,极大地满足了他们的需求。
脱离应用场景的“工业”机器人
然而,本该前途一片光明的协作机器人行业,有人却不慎走上了“歧途”。
就在这一年,MIT教授Rodney Brooks在美国创立了Rethink Robotics公司的前身,其目的起初也是为了帮助美国本土的中小企业提高生产效率,降低成本。但是,Rodney Brooks一向不走寻常路,他着重强调协作机器人与人的互动,认为机器人的目标是可以像一个工人一样,推到生产线上进行简单的示教就开始使用,不需要像传统机器人那样编程。所以他不惜在内部结构、外部机构、编程等各个方面都刻意突出差异化,采用了与传统工业机器人迥异的设计。
Rethink Robotics公司在2011年推出的首款产品Baxter,不仅采用了双手臂设计,而且在机器人的头部还配备了能够显示表情的显示屏,与人的形态十分相似。这一点也使得Baxter很受教育和服务行业的青睐。而且该产品采用了塑料外壳,并创意性地利用弹簧形变开发串联弹性执行器(SEA),极为重视在碰撞中对人的保护。
但也正因为如此,Baxter在结构、刚度、精度等方面有所牺牲,却在成本上居高不下。甚至还有用户反应,Baxter的机械臂在到位停止后,还会有“肉眼可见的晃动”,再加上这一代的协作机器人速度太慢,根本无法达不到工业生产的标准,很难让用户信服这样的协作机器人能给生产效率带来多大的提高。
不仅如此,在编程方面,Baxter也没有考虑好自己的定位。原本双臂设计是为了更好地协作,完成一些复杂的动作;但Rodney Brooks过于强调拖动示教和通过手臂上按钮记录轨迹,反而使得该机器人在后期升级编程模式之前,很难记录复杂的动作,双臂设计形同虚设,许多用户干脆将Baxter的手臂当成两个独立的部件使用,甚至只启动其中的一只手臂。
过于超前的理念和不切实际的应用场景使得Rethink Robotics的协作机器人在市场上的反应平平。虽然后继推出了精度大为提高的单臂机器人Sawyer,仍然达不到工业水准,面对Rethink Robotics的颓势也无力回天。截至2018年倒闭时,该公司在10年间总共卖出了2500台,其中有不少卖给了高校实验室用于研究用途。
稳扎稳打的优傲