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视比特机器人:以持续创新的AI+3D视觉技术迎接“柔性化趋势”的挑战
——访湖南视比特机器人有限公司CMO周红谱

2021-06-05

物流技术与应用 2021年4期
关键词:补货比特机器人

文/ 本刊记者 王 玉

拥有业内顶尖的AI +3D视觉技术的视比特团队,凭借国际领先的3D视觉技术、从制造业与物流业柔性场景需求痛点出发,研发了基于3D视觉引导机器人智能供包拣选快递包裹系统、多SKU混合无序箱子拆垛码垛机器人、移动式拣货补货机器人,填补了多项国内空白,业界反响强烈。

2018年,湖南视比特机器人有限公司(以下简称“视比特”)在仓储物流行业落地了行业首套多SKU混合无序拆垛机器人;2019年,在工程机械龙头企业灯塔工厂落地了针对数千种钢板切割下料全自动分拣系统;2020年,在电商、快递物流行业落地了基于3D视觉引导的机器人智能供包拣选快递包裹系统、移动式拣货补货机器人等多个核心产品。视比特以AI+3D视觉技术与产品创新为核心竞争力,凭借国际领先的3D视觉算法、机器人柔性控制、手眼协同融合、产线级机器人协同、工厂级智能规划与调度等技术以及高效的解决方案填补了多项国家空白,迅速在智能制造与智慧物流两大发展赛道上成功出圈。

成立仅两年多的时间,视比特已完成4轮融资,行业口碑良好,颇受市场关注。前不久,湖南视比特机器人有限公司CMO周红谱接受了本刊记者采访,介绍了视比特的创立与发展情况。

携科技基因出发

“AI+3D视觉”两大高科技是视比特与生俱来的基因。

视比特公司创始团队来自于国际和国内顶尖的院校及科研机构,在计算机视觉、机器人、3D图形、云计算大数据等领域深耕十年以上,在视觉和图形顶级会议上发表论文数十篇,拥有相关专利数十项,多项研究成果达到国际领先水平,多次获得国家和省部级科技奖励。

提及视比特的创立,周红谱提到,2018年,正值3D视觉和AI技术爆发元年,伴随我国智能制造转型升级进程不断加快,工业机器人市场需求迅速增长,应用领域不断拓展,除了生产环节以外,在分拣、搬运、码垛等物流环节的应用也在逐步深入。与此同时,单品种大批量的传统生产模式向多品种小批量柔性生产模式加速转变,在柔性生产模式下,工业机器人及自动化设备需要按照生产需求来灵活变化以生产多种型号产品,在上下料、分拣、搬运等环节需根据产品种类的不同实时规划并完成作业任务,而传统的工业机器人或自动化设备根本无法实现。在物流领域,物流场景“无边界、多品种”特性带来的复杂性,形成了诸多技术壁垒。视比特利用3D视觉与AI算法技术给工业机器人和自动化设备装上眼睛、大脑和灵活的四肢,让工业机器人和自动化设备更加智能,以更好地赋能智能制造、智慧物流是大势所趋。

在技术创新中不断突破

周红谱表示,除了创始人深厚的技术沉淀外,视比特百人团队中包括十余名博士,四十多位硕士,强大的科技基因和科技型人才梯队建设让视比特在技术研发方面拥有了其他公司难以匹敌的优势。

1.全面覆盖和领先的3D视觉技术

视比特不仅实现了3D视觉技术的全面覆盖,其精细识别技术、精准测量技术、空间位姿技术、学习规划技术、柔性交互技术等方面已达到国际先进甚至领先水平,例如:

在精准识别技术方面,面向制造、零售、物流等行业需求,研发并实现了海量物品SKU的准确、快速、细粒度检测、分割与识别,多项算法在公开数据集上取得并保持优异成绩。

在精准测量技术方面,研发了国际领先、自主知识产权的多目视觉高精度尺寸测量与瑕疵检测技术,非常适合大尺寸工件的精准、高效测量与检测。

在空间位姿技术方面,具备完整的基于2D、3D视觉的空间位姿技术。全系列视觉标定技术大部分已实现“一键”自动标定;研发了多种高性能物体位姿估计技术,实现了纹理复杂、遮挡严重、光照变化等情况下的物体位姿精确、稳定计算;研发了面向相机快速运动的高精度实时三维重建技术,极大提高了移动机器人自动建图、定位和导航的精度和速度。

在学习规划技术方面,面向工业、物流等场景中大量存在的复杂规划、决策任务,研发了多项基于深度强化学习的智能规划优化算法,如,为智能码垛机器人ZeroPack研发的Deep 3D Bin Packing技术在空间利用率和决策速度达到、甚至超过了人类水平。

在柔性交互技术方面,具备较为完善的手眼协同软硬一体化设计研发能力,并且可以满足各类分拣场景的定制化需求。如,为使无人零售仓储机器人同时具备订单拣货和货架补货功能,研发了吸盘-软体夹手相结合的柔性夹具,同时配备有基于3D视觉的高精度手眼标定、基于深度学习的“手眼协同”、“吸夹协同”精准控制算法。

2.工业人工智能平台化创新

视比特的视觉和智能技术已由工作站级的单点技术创新,逐步升级为产线级、工厂级的平台软件创新,以软件平台整合标准模块、推广核心技术、定义智能服务,为产线和工厂的全面智能化升级赋能。

1)智能视觉机器人平台

视比特研发的钢板切割下料全自动分拣系统已在工程机械行业龙头企业落地应用

智能视觉机器人平台主要用于视觉引导智能机器人工作站的快速开发、部署、维护和升级。该平台融合了视比特最新研发的手眼一键标定、随动标定等技术,无需专业人员,普通用户可自主完成标定。可通过2D、3D以及深度学习等多场景的视觉法模块的拼接组合,快速实现需求算法的定制,提供面向集成商客户的图形化编程。将各类数据进行简洁、直观的三维可视化展示,并可根据不同场景选择规划出最好的最优的运动轨迹,通过虚实结合技术,完成对场景的仿真与验证。

2)智能协同与调度平台

视比特依托在AI、云计算、边缘计算等领域积累的多年经验,结合实际多个落地项目,建设以Speedbot-Cloud和Speedbot-Edge协同的智能协同与调度平台。

视比特智联盒作为Speedbot-Edge的核心融合5G模组,搭载Speed-Hub控制器,以机器视觉大脑指挥全线、全厂高效工作。Speedbot-Cloud通过Speedbot-Edge收集数据,不断训练强大的深度学习模型,围绕Speedbot-Sensor、Speedbot-Vision、Speedbot-Viz核心技术,打造在线生态,不断将技术转化为生产力,保持持续创新力。

从市场需求中寻找“燃点”

从市场需求出发解决行业企业升级发展中的痛点、难点,“做行业中第一个吃螃蟹的人”是视比特的重要发展战略。视比特用一个又一个先进高效的解决方案赢得了行业企业认可。

1.无序拆垛机器人

在物流行业,多品类混合码垛一直是行业痛点,多种尺寸规格不同、视觉纹理不同的包装箱货品通常码放在同一托盘上,传统的拆垛机器人无法完成精准的检测、分割、识别作业,尤其是透明塑料包装箱货品的处理更是难上加难。

据周红谱介绍,视比特早于全球优秀机器人公司“波士顿动力”半年的时间发布了面向多品类包装箱的无序拆垛机器人——零号拆垛机器人(ZeroPick),这款机器人融合了目前最先进的3D视觉、深度学习和机器人规划控制技术,能够精准识别“紧密贴合、纹理线条与边界线混淆、人眼无法识别的箱子”,识别准确率100%,可识别数千种SKU;并能够快速抓取、准确拆垛。

目前,视比特的零号拆垛机器人(ZeroPick)已在多个大型电商物流仓库中应用,并已经成功交付了多个3D视觉引导机器人无序分拣快递包裹项目,经受住了“双十一”期间高负荷作业测试,对上千品规的饮料箱拆码垛准确率高达99.99%,抓取节拍也完胜波士顿动力Pick的4.5秒/箱。

视比特的零号拆垛机器人(ZeroPick)已经受住了“双十一”期间高负荷作业考验,对上千品规的饮料箱拆码垛准确率高达99.99%

视比特推出的基于3D视觉引导机器人智能供包拣选系统,可针对不限规格、随意堆叠、混合无序、快速运动的快递包裹进行精细化分割、识别,并进行定位抓取,视觉识别准确率100%,作业效率高于人工水平

视比特推出的移动式拣货补货机器人,同时具备订单拣货和货架补货功能,货架补货涉及到不同类型物品(如纸盒包装、袋装食品、瓶装饮料等)在货架上的整齐放置

2. 基于3D视觉引导机器人智能供包拣选系统

面向智慧物流行业的快递包裹供包拣选场景,视比特推出了基于3D视觉引导机器人智能供包拣选系统,可针对不限规格、随意堆叠、混合无序、快速运动的快递包裹进行精细化分割、识别,并进行定位抓取,视觉识别准确率100%,实现高效供包拣选。同时,针对胶带反光、复杂图案、面单物体紧密贴合或随意倾斜摆放等复杂工况均可准确快速识别和精准抓取供包。该系统作业效率已在人工水平之上。

3.移动式拣货补货机器人

面向新零售及无人仓储场景,视比特推出了移动式拣货补货机器人。该机器人同时具备订单拣货和货架补货功能,货架补货涉及到不同类型物品(如纸盒包装、袋装食品、瓶装饮料等)在货架上的整齐放置。

视比特为此研发了吸盘-软体夹手相结合的柔性夹具,同时配合基于3D视觉的高精度手眼标定、目标物体的准确识别和位姿计算、目标物体的抓取放置点判断、基于深度强化学习的“手眼协同”、“吸夹协同”放置控制算法,实现了数十种品类物体的敏捷、轻盈、整齐、稳定摆放,相关技术处于世界领先水平。

持续深耕以赢未来

周红谱表示,过去,3D视觉技术及产品基本都是从国外进口,价格非常昂贵,视比特研发的AI视觉算法,大大降低了对相机硬件成本性能要求,项目实现了低成本落地应用。AI算法在国内的发展已处于全球领先水平。随着3D视觉技术与产品的成本下降以及AI 算法的深入发展,用3D视觉和AI算法去解决柔性场景下的作业难题将会变得十分普遍,应用场景将会逐步丰富。同时,我国人口红利的时代已经过去,新基建带来的需求变化将进一步重塑工程机械企业发展,该细分领域市场将会进入井喷期;我国物流和快递业仍旧处于快速发展时期。因此,用3D视觉和AI技术来解决人工问题以及行业企业发展中的问题会成为常态,未来市场将会呈几何级增长。

在3D视觉与AI算法方面,视比特拥有世界级的技术研发团队,核心底层算法均为自主研发,并攻克了多项世界性的难题

3D视觉和AI技术的发展正在迎来前所未有的市场机遇,在服务好终端客户和物流系统集成商伙伴的同时,深耕细分领域,把业务做深是视比特的短期业务发展重点;持续加大技术研发,为行业企业发展赋能是长期战略目标。

1.深耕细分领域

周红谱强调,工程机械、汽车、物流、快递是视比特重点深耕细分领域。

在工程机械领域,视比特3D视觉和AI技术已经保持了领先性,已落地的钢板切割下料全自动分拣系统可复制性极强,目前已在工程机械领域进行了大量复制,并且该系统可广泛适用于钢铁、重工、智能制造等各行业生产场景,市场前景广阔。

在物流领域,视比特无序拆垛机器人、移动式拣货补货机器人在行业里面也处于领先状态,市场空间非常广阔。周红谱以无序拆垛机器人市场空间为例进行了分析,拆垛作业繁重、枯燥、重复性极强,1名拆垛作业人员的工作效率为400-500件/时,而1台无序拆垛机器人的作业效率可达到人工的2-3倍,并且可实现24小时作业,其投资回报周期仅为1-2年,对于企业增效降本来说十分有益。

在快递领域,基于3D视觉引导机器人智能供包拣选系统已落地应用10余套。我国快递业务量每年以25%的速度增长,2020年已经超过了800亿件,快递从最初形成包裹到最终到达消费者手中,至少要被分拣3次以上,800亿的包裹就会被分拣2400亿次,在快递行业的供包工位约有8万人工在作业,单台基于3D视觉引导机器人智能供包拣选系统成本为25万左右,也就意味着该系统市场容量为200亿,前景非常可观。

此外,视比特格外重视在质量检测领域的发展,目前大型零部件检测技术已率先在汽车行业得到应用。

2.加大技术研发

从长期发展来看,“成为AI界的华为”是视比特的发展目标。周红谱表示,华为非常注重研发,通过多年技术沉淀,成为了非常有实力的公司。在3D视觉与AI算法方面,视比特拥有世界级的技术研发团队,核心底层算法均为自主研发,并攻克了多项世界性的难题,视比特要像华为一样为行业企业带来更多价值。

视比特非常注重产品研发,已获得数十项发明专利,且2020年营业额已经达到了数千万。未来,视比特也将会持续加大研发投入,通过3D视觉与AI算法来解决更多柔性场景中面临的问题,为更多行业企业赋能。

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