PNP即用型移动复合机器人的技术融合发展 | 集智联机器人创始人兼CEO包文涛【附PPT】发表时间：2022-04-25 21:37
PNP工具+移动机器人=移动复合机器人？ 移动机器人专题线上论坛·集智联机器人 3月24日，机器人大讲堂举办移动机器人专题线上论坛，特邀集智联机器人（苏州）有限公司创始人兼CEO包文涛先生做客直播间，探讨PNP工具产品到复合机器人的行业发展，分析催生移动复合机器人的发展因素以及未来集智联的复合移动机器人将会走向何方。 本期分享要点如下 《PNP即用型移动复合机器人的技术融合发展》
以下内容根据包文涛先生直播分享实录整理 直播视频回放 01 复合机器人市场和竞争 复合机器人发展进程 复合机器人最初出现在2010年，由Willow Garage公司设计的机器人平台，称为PR2机器人。PR2（Personal Robot 2）有两条手臂，每条手臂七个关节，手臂末端是一个可以张合的夹爪；PR2依靠底部的四个轮子移动，在头部、胸部、肘部、夹爪上分别安装有高分辨率摄像头、激光测距仪、惯性测量单元、触觉传感器等丰富的传感设备。
另外一个先驱就是ROS机器人操作系统（Robot Operating System）的应用，ROS是一个适用于机器人的开源的元操作系统。它提供了操作系统应有的服务，包括硬件抽象，底层设备控制，常用函数的实现，进程间消息传递，以及包管理。它也提供用于获取、编译、编写、和跨计算机运行代码所需的工具和库函数。它的目的是为了提高机器人研发中的软件复用率，简化跨机器人平台创建复杂、鲁棒的机器人行为这一过程的难度与复杂度。其内部还包含了机械臂、激光雷达等功能包，方便推广应用。
第三个行业先驱是德国宇航局（DLR） Rollin Justin机器人，它是在DLR开发的轻型机械臂和机械手的基础上研制而成，也能够实现碰撞检测，目标物体检测和抓取等功能。
德国宇航局Rollin Justin机器人 PNP工具在复合机器人发展中的作用
我们把能够和机器人进行配合，使其实现某种应用的工具称为PNP工具产品，其**优势就是即插即用。一般来说，安装在机器人末端的机器人工具，旨在满足机器人应用的某种需求，但实际的场景对机器人工具的有着很高的要求。因为在此过程中，机器人工具既要能较好的适配于机器人，还要能够帮助机器人实现场景应用。
PNP工具产品虽然从属于协作机器人赛道，但它的匹配对象并不**于协作机器人方向，同时也可以匹配在工业机器人上。研究发现，PNP工具产品的市场发展状况与协作机器人相似，目前仍处于中早期快速发展阶段。目前集智联自研PNP工具产品有：一体化升降台、末端灵巧手、力传感器算法等软硬件产品，均为和机器人配合即插即用产品。一体化升降台也可以扩展用在机器人码垛领域，可参考下图。
PNP工具-可用于码垛的一体化升降台 与此同时，PNP复合机器人以PNP工具为基础，也在快速发展。国内PNP复合机器人目前的发展仍处于早期快速发展阶段，据统计，2021年复合机器人全球规模可达5亿美元，我国规模也可达1亿美元，从过去三年数据看，PNP复合机器人规模正以每年2倍的增长速度快速发展。 02 国内催生移动复合机器人的因素 回顾制造业近几十年的发展，在其自动化升级进程中，最早应用的是工业机器人，此后的近十年，国内协作机器人迅猛发展。但经深入研究发现，当前的制造业自动化之路仍面临着两大难点，首先是工厂存在较多复杂的工艺，决策者延缓了向自动化方向的迁移；其次是目前的自动化水平，依然需要较长时间部署，绝大多数客户需要即用的解决方案，因此，市场需要更多的柔性自动化方法，用来提高易用性和高效率。
PNP工业复合机器人 针对工厂内固定物料转移、往复搬运、满足负载等需求，早期是通过移动机器人底盘+机械臂的分立控制的方式实现，这种方式能满足一定范围的应用，但无法面向工厂全场景、全流程的作业需求。因此，为实现空间机器人操作、柔性力和深度信息融合的复杂工艺操作，为客户创造更加柔性、智能、易用的价值。复合机器人提供了新的解决方案，它是经过多模态感知的信息融合，解决精密操作感知的问题；同时通过灵巧手实现精细化操作，再结合移动机器人导航技术，实现区域自主运行。 03 如何组成复合机器人 常见的组成复合机器人的产品工具有：电动伺服灵巧手、六维力/力矩力传感器、2D/3D视觉、移动机器人空间移动产品、机器人横向滑动产品等即用型产品，这些产品的融合能够实现复杂应用简单化。考虑到易用性，复合机器人中执行手臂以协作机器人为主，少部分是工业机器人。
随着国内需求的不断增多，复合机器人的适配场景也是日新月异。就目前而言，复合机器人主要应用在汽车零配件、3C（电脑、通讯机消费电子）、金属加工和机床管理、新消费和民生等领域。
集智联机器人在流程自动化工业中，结合工业生产中的工艺，发展除了柔性操作复合机器人。复合机器人具有空间范围内较高的灵活度，利用力和视觉感知，可以实现更广泛的抓取、装配等操作。可使用的对象在流程自动化方面，如实验室、工厂进销存流程、IDC运维等有着更广泛的应用前景。
集智联机器人的PNP复合机器人融合高精度激光导航和定位技术，通过图像和3D雷达多模态融合方式实现自主定位与识别，并结合六自由度协作机械臂、六维力传感器、智能升降机构、卡爪等实现阻抗控制下的自主轨迹操作，同时通过全景摄像实现对机器人周围环境融合。 在应用上，通过温湿度传感器、质量传感器实现模态环境融合，通过远程交互界面，用户可以实时观测机器的运行状态和周围环境，制定巡检计划和查看巡检日志，并在必要时对机器人进行远程操控，适用于数据运维、高铁地铁运维等场景。未来的规划则是开发更多的复合机器人形态，比如可以应用在医疗和生命科学自动化领域的PNP双臂复合机器人。
PNP双臂医疗领域复合机器人 04 未来的复合机器人 纵观目前市场上复合机器人的发展，还有许多方面亟待改善，这些往往会涉及底层技术的维度。对于集智联机器人而言，产品未来会在工具、感知、精准定位三方面进行研发和迭代。 首先是发展一体化的硬件技术，比如微型伺服机构等；其次在多模态识别上，将2D和3D视觉融合应用在复合机器人上，达到连续的物体识别和自主规划，实现精准定位；第三在路径规划上，研究发展多传感器感知、机器人柔顺控制技术和速度路径优化技术等；最后在PNP系统模块，基于已掌握的技术拓展AI人机交互、复杂感知学习等技术，满足多种应用场景。 集智联机器人(Plug&PlayRobotics简称 PNP Robotics)，它是研究和发展即用型复合机器人的一家专业化机器人公司。公司创始团队长期专注机器人领域，形成了PNP工具产品，PNP复合机器人等两个产品系列，目前为客户提供机器人领域即插即用解决方案。 更多参考：www.pnprobotics.com 邮箱：support@pnprobotics.com - END - 关注公众号“leaderobot” RECOMMEND
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