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【WRC 资讯】震惊!波士顿动力的机器人已经量产!!

时间: 2022-04-07

近日,波士顿动力称,Stretch机器人于2021年3月首次公开亮相以来,目前已经成功实现量产。在亚特兰大乔治亚世界会议中心举办的MODEX 2022展会上,波士顿动力公司展示了其Stretch机器人的量产版产品。

发展历程解析

随着制造、供应链和运输业务的速度不断加快,波士顿动力在历尽几次收购后,也开始考虑如何商业化的难题。

Stretch移动机器人就是波士顿动力的量产化实践成果。

Stretch的前身是Handle。这是波士顿动力在ProMat 2019上,曾发布推出的一款移动机器人原型。

也是波士顿动力自 2019 年收购了 Kinema Systems以来,首次真正涉足仓储物流机器人领域的一次尝试。

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Handle设计结合了四足动物或人形机器人的相同动力学,平衡和移动操纵特性,通过使用腿和轮子的方案,让系统相对简化,尝试让这个机器人能通过崎岖的地形、爬楼梯、跳跃、开门或是以复杂的方式处理物体。例如Handle可以拾取和移动重量超过30磅的箱子。

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波士顿动力介绍,Handle的多功能设计能够在仓库中处理托盘构建、卸垛和卸货任务,也能够在人类大小的环境汇总自动执行难以操作的任务,无需安装复杂的附加设备。

虽然构想很好,但手臂在实际抓握效果和效率上,明白人都知道明显不如工具。

在Handle的基础上,波士顿动力此后推出了Handle二代。

外形上,Handle Version 2和Handle二者差别不大。最明显的区别是Handle的双臂升级成了吸盘式抓手,且体型更大。

这时的波士顿动力希望同时将搬运功能和灵活性结合,为物流提供高度灵活且占地面积小的物料处理解决方案。

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从技术上来看,Handle二代和Handle的最大差异是腿的作用。

Handle二代的腿可以模拟主动悬挂系统,从而改变腿长和支撑力。

通过改变底座位置和腿长,又可以调整身体重心高度、左右位置和姿态,提高轮式在搬运过程中对复杂路况下的通行能力、身体的平稳性和高速运动转弯时的安全性。

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另外,因为身体和手臂的扭动可以辅助提高前向运动的稳定性,所以Handle整个系列在搬箱子的过程中,会有一些扭屁股的动作,在Handle二代上更为明显。

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不过,无论是Handle还是Handle二代,依然还是偏向于实验性质。

相较而言,如今的Stretch已经成熟许多,移动灵活、运行便捷、工作高效,最主要的是成本也满足了部分企业的预期。

这让很难直接面向商业使用的Handle在升级之后有了更多可能性。

量产化的一大步

Stretch是2021年3 月 29 日波士顿动力在新东家现代的要求下,决定放下Handle系列机器人的骄傲,彻底进厂的一次实践。

从最初发布的Stretch产品外观上来看,与其说Stretch继承了Handle系列的基因,不如说这是一款全新的复合机器人。

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当时公布的Stretch自重约为1200公斤,下半部分去掉了Handle系列的轮式结构,改为了AGV和AMR上使用较多也相对更为成熟稳定的四个独立控制轮子的全方位移动底座。

上半部分则采取了7 个自由度的专用机械臂以及带感知的自适应夹持器。这种大臂展机器人能有长距离、大范围的工作空间,让Stretch可以够到3.15米高的物体,手臂横向伸展到大约2米的长度。

相对而言,这显著降低了制造Stretch的成本,使其能以具有竞争力的价格对外销售。

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在继承性上,除了波士顿动力公司数十年的品牌商誉。Stretch还继承了Handle, Atlas, Spot和其他机器人的技术和经验。例如Stretch抓起箱子不仅仅在于伸出手臂并移动它们,还需要协调并计算出它的合理位姿和轨迹。

如何在不牺牲其鲁棒性和安全性的前提下,不断推动其机器人的多功能性,这是在工厂上班的Stretch继续提升的主要方向。

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波士顿动力公司最初在其YouTube频道上发布的视频显示,Stretch最大有效载荷为23千克,最大负载为33磅15千克,如果周围没有移动障碍物,机器人的速度可以达到每小时800箱。

在这个基础上,一年时间,Stretch也在不断升级。

如今量产版本的Stretch机器人,也发生了许多改变,整体来看,与国内大多数的复合机器人差别已经不大。

首先就是外观上的不断优化,从一个朋克风的黑科技产品,进厂后逐渐磨平了棱角,整体愈发圆润和谐,采取底盘+机械臂的结构,同时应该将液压结构机械臂换成了电气驱动的传统工业机械臂。

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这意味着此前使用底座上部传送带机械结构移动来平衡上方结构产生的惯性力方法,被证明确实不如传统底座、升降结构与机械臂的方式来得稳定。同时,成熟且较低成本的底盘和机械臂产品,无疑也更能够适应物流行业需求。

机械臂的末端有一个吸盘阵列,上面布有嵌入式传感器,能够在高速运行时处理各种能够处理各种复杂的包裹封装。

该定制真空夹具目前一次能够处理高达50磅的重量,也就是能够抬起最高重达约23公斤的箱子或者形状复杂的包装。

机械臂旁边还有一个带有摄像头和激光传感器的“感知桅杆”,用于补偿视觉并引导机械臂动作。使用这套视觉系统,Stretch可以在具有挑战性的环境中处理包装的动态信息,在一秒钟内能检测单SKU 或混合 SKU的盒子。

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在最新公布的Stretch量产化产品介绍中,该机器人能够实现在不了解盒子形状的情况下对其进行分类,从标准棕色到高度图形化的盒子都可以实现抓取,并且不需要预先编程的SKU 编号。

同时Stretch还能够检测包裹和集装箱周围环境,自主回收在卸货过程中移动或掉落的任何包裹。

这些动作都是实时判断决策和调整完成,无需事先编程。波士顿动力公司表示,只需经过几个小时的培训,任何人都可以操作该机器人。

而电池续航时间上,也从2021年公布时候的8小时增长到了16 小时。可持续时间的增长,将大大提升搬运效率。

就技术而言,未来Stretch 的目标是能够嵌入任何现有的非标准化工作场所,减少单一而固定的工作模式,最终帮助没有自动化基础的非结构环境提供自动化解决方案。

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结语与未来

继第一个四足机器人Spot后,Stretch是波士顿动力公司的第二个商业产品。

但Spot的销售额只占公司成本的一小部分,现代收购它时,波士顿动力公司每年的成本支出至少为1.5亿美元。如今,Stretch有更大的潜力让波士顿动力成为一家能够盈利的公司。

当前,随着美国消费品市场的需求提升,劳动力短缺和供应链障碍已经对继续保持货物的正常流通带来挑战。目前全球大约 80%的仓库还不具备任何自动化设备,这为波士顿动力的Stretch机器人提供了可观的潜在市场。

波士顿动力公司首席执行官Robert Playter表示:“不仅仅是产品成本大大降低,Stretch使物流运营更加高效和可预测,并通过承担货物入库、存储、包装、分拣这些仓库中对体力要求非常高的工作,以此提高了供应链安全性,帮助零售商和物流公司应对持续飙升的商品需求。”

波士顿动力官方宣布的Stretch第一个合作客户是DHL Supply Chain。DHL于2022年1月预购了价值 1500 万美元的 Stretch 机器人,以进一步实现北美仓库的自动化。波士顿动力公司计划在未来三年内交付这些机器人。 

除此之外,波士顿动力还拥有例如 DHL Supply Chain、H&M、GAP 和 Performance Team – A Maersk Company等许多早期客户,其中, 波士顿动力公司还已经与Performance Team – A Maersk Company 签订了一份多年合同,该公司希望 Stretch 可以帮助其加强仓库和配送能力。 

Robert Playter透露,在此前预订的设备陆续下线并将于2022年交付,今年可支持预订下两年的产品,交付时间大概在2023 年-2024年之间。Stretch的许多早期客户已经承诺未来要大规模部署机器人,这会助推Stretch快速得到较为广泛的应用。

虽然在波士顿动力这个高商誉的IP推动下,全球必然不缺乏用户买单,但对于波士顿动力来说,产能或许仍然是一个巨大的挑战。

主办单位

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承办单位

中国电子学会 北京市经济和信息化局 北京经济技术开发区管委会
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