协作机器人最新发展趋势——力控成新赛点,基于工具端力传感器前景广泛

编者按：此文是根据艾利特机器人公司CTO孙恺于2019年5月在浙江宁波余姚举行的第六届中国机器人峰会上的《协作机器人最新发展趋势》报告录音整理摘编部分而成，题目为编者所加。

力控成新赛点，基于工具端力传感器前景广泛

作为力传感形式的决定性因素，力控技术的作用越来越显著，孙恺在报告中分析了当前的四种力控模式。首先，他介绍了基于电流的力控，其具有0硬件成本的优势，但性能天花板较低，对关节综合品质和算法考验最大，虽然应用最为普遍，但长远看有较大局限性。他指出基于关节力矩传感器的力控受国外高端品牌偏爱，但硬件成本较高，在国内普及有一定难度。而基于底座力传感器的力控硬件成本最高，综合性能适中，算法难度最小，仅有fanuc等极少数品牌采用，注定不是主流。

孙恺认为，基于工具端力传感器的力控虽然不是新鲜事物，但在协作机器人出现之后，对于力控的需求比较明显，这个方向目前发展的比较好，应用较少，前景比较广阔。它的优点在于硬件成本比较低，工具的力控性能非常高，因为装在末端，工具的力直接传递到传感器上，关节的力控性为0，控制算法的难度适中。

虽然各个形式有各自优缺点，协作机器人市场广阔，各形式都会有适配场景，但受众面大小必然不同，抛开技术研发投入，硬件成本差异不可忽视。据孙恺介绍，部分头部企业使用混合传感模式，而艾利特则选择关节电流形式，利用阻抗控制技术实现关节柔性，末端力控精度可达0.05N，性能和功能在国内具有优势。

末端工具脑洞大开

优质的末端工具可以赋予机器人接管重复性任务的能力，在更多的环境中发挥更好的作用。因此，许多仓储物流行业运营商不断推出各种各样的抓手来解决多样性的问题，孙恺表示，对于他个人而言，感觉现在是个脑洞大开的时代。制造业工件相对来说具备一致性，但在仓储物流行业确实没有标准，不是说一致性的问题，而是根本不存在这个问题。 

孙恺认为，面向制造业的末端工具中，以Schunk、Robotiq、Onrobot为代表的智能电动型末端工具覆盖位置、速度、力控等控制方式，行程普遍较大且具有人机协作安全特性；以TITLE GOES HEREPiab、 Schmalz 、Onrobot为代表的集成气动型末端工具负载能力有限，把真空发生器等直接集成到末端中，方便与协作机器人的末端电控接口无缝连接。

3D视觉技术步入百花争鸣时代

在机器视觉领域，3D视觉最接近人眼，不仅能看清物体距离，还能实现多维度定位识别，助力机器人执行更高精度的作业。因此初创企业、包含四大家族的机器人企业、物流企业、3D相机企业和末端工具企业等纷纷加入开发与研究，布局3D视觉市场。孙恺表示，看到这个方向上有这么多竞争对手在努力，至少说明一件事情，道路没有走错，这个方向是对的。

虽然企业很多，但是据孙恺介绍，3D视觉在深度学习应用上还是基于图像处理上的应用，用于分割、识别，成功率相比传统技术有显著提高，泛化能力大大提高，降低部署、二次开发难度，降低硬件成本。基于模型的轨迹规划相比强化学习更加稳定且计算速度快。

目前3D视觉技术的应用落地也在逐步加快，上下料及搬运方向国外前期摸索阶段接近尾声，普及速度加快，国内受制于成本，仍然以观望为主。检测方向技术成熟，替代效果好，会成为一个快速增长的方向。在仓储物流方向上，国外已有落地，且进展较快，但效率仍然需要提高，国内还处于研发和demo阶段。