5G技术推动物流机器人行业变革——访极智嘉联合创始人兼机器人部副总裁陈曦
2021-08-16
文 / 本刊记者 任 芳
随着机器人技术的发展和行业应用的升级,大规模的机器人集群调度与管理,以及机器人自身的智能化升级需求愈发迫切,5G作为一种新的通讯技术,其大带宽、广连接、低延时等特性为以上需求的满足提供了基础。更重要的是,5G技术将重新定义系统技术架构,带来智能物流机器人行业的变革。
陈曦极智嘉联合创始人兼机器人部副总裁
5G对整个AMR行业的影响,不仅仅体现在产品和应用场景上,还将彻底打破AMR传统的技术架构,重新定义AMR,5G技术将引领行业从大系统层面思考技术的变革与发展。
极智嘉科技(Geek+) 作为一家全球领先的智能机器人公司,自2015年成立以来便专注于利用大数据、云计算、人工智能等新技术打造以智能机器人产品为核心的智慧物流解决方案。在5G技术上,极智嘉也早早地布局,与国内运营商及国内外知名5G设备商建立深度技术合作,共同搭建试验局,并在行业客户落地应用,并在技术层面、应用层面就5G与机器人的结合展开研究。目前,极智嘉不仅推出了基于5G技术的机器人产品、AMR业务级操作系统,还与行业合作伙伴共同实践,在极智嘉南京智慧工厂等自有业务场景以及客户场景中实现了5G的应用落地。在本专题中,极智嘉联合创始人兼机器人部副总裁陈曦从专业角度深度解读了5G技术与AMR结合为机器人行业带来的变革。
5G为机器人技术升级赋能
AMR(Autonomous Mobile Robot,自主移动机器人)是物流机器人领域近几年被较为广泛提及的概念,它强调的是物流机器人的自主移动能力,导航方式通常为激光导航、视觉导航以及惯性导航等以及多种传感器技术的融合,能够实现无固定路径导航和自主避障等,其智能化程度相对于普通AGV更高。据陈曦介绍,从行业应用角度来看,从早期的AGV到目前的AMR,也反映出机器人对相关技术需求的不断变化以及趋势,他主要概括为多智能体集群调度和单体智能化升级两个方面。
首先是多智能体的集群调度,即集群化和多智能体协同。早期的AGV在单个项目或者场景中的应用数量较少,多为小规模应用甚至单体应用,其导航方式大多为磁条导航等固定导航方式,这也意味着,AGV只需要在场内按照固定的路径循环运行即可,应用相对简单,不需要系统具备较高的调度能力。随着技术的不断发展,特别是随着电商、快递等的迅猛发展,AGV的应用规模迅速扩大,类Kiva机器人的出现,使得多智能体协作的需求越来越多,机器人的作业路径也由简单变得复杂,对多智能体集群调度的需求越来越大。
其次是机器人单体的智能化升级。正是因为机器人应用规模不断增加,单一场景下有更高的机器人密度,需要更复杂的路径调度,这就需要对机器人导航技术等进行升级,让机器人单体具备更高的智能性。例如,使其在复杂的人机混行场景下能够对环境有动态的感知,自主地识别周围环境,包括作业对象(货品、容器、物料等)、人、障碍物,以及可通行的区域等,并且自主地进行路径规划。
因此总的来看,大规模的多智能体集群化和单体智能性提升是整个行业的大势所趋。而5G技术的大带宽、广连接、低延时等特点,正多方面赋能机器人行业技术升级。特别是5G技术大幅度提高了AMR的大规模接入能力和调度能力,突破了现有通讯技术下的瓶颈,帮助其实现实际场景的落地。例如,从连接角度来看,5G技术的广连接特性,可以支撑成百上千台AMR在同一场景下运行;而其低延时特性,也能够更好地满足中心服务器与AMR的调度延时要求,做到实时通讯,以便系统更加精准地管理调度大规模的AMR集群。除了机器人本身的调度管理外,还可以基于5G技术的大带宽特性,实现智能运维、智能监控等,为客户提供更好的服务。
基于5G技术的极智嘉机器人
打破传统技术架构 重新定义AMR
陈曦强调,5G对整个AMR行业的影响,不仅仅体现在产品和应用场景上,还将彻底打破AMR传统的技术架构,重新定义AMR。他进一步解释,这种技术架构的变化,更多体现在复杂的系统设计层面,5G技术将引领行业从大系统层面思考技术的变革与发展。
据介绍,目前大部分算法,如数据处理、定位导航、路径规划、感知等,均集中在机器人本体上,优点在于每个机器人单体都可以独立运行;但缺点是需要相关硬件的投入,因此机器人成本相对比较高。随着5G技术与AMR技术的发展,以及半导体等相关行业的发展,机器人的边缘端会变得越来越简单,机器人本体只需要具备简单的执行能力和数据采集能力即可,智能化能力均转移到云端,通过云端强大的算法,让机器人智能性得到提升,迭代更快。如大规模的多智能体调度系统,基于5G技术,通过在边缘服务器上运转的调度系统和高性能的调度算法来把实际场景中成百上千台机器人运转起来。
正是基于该思路,去年极智嘉与英特尔推出基于5G的业务级操作系统——AMR“云-边-端”协同应用体系,该系统将传统AMR系统架构打破,用一种全新的业务级操作系统概念,将现在的系统进行技术定义,在软硬件和应用级别层面进行创新。并且基于这些创新,把行业前沿的技术通过在内部推广,以及与行业合作伙伴共同实践等形式实现落地。
更多应用场景等待探索
除了5G技术对机器人带来的变革,陈曦对于5G技术还有许多令人心潮澎湃的畅想。他表示,未来随着5G技术覆盖的领域越来越深,同时结合云计算、物联网等技术的发展,使大带宽与能够深入各个行业“毛细血管”级别的低带宽技术结合,可以搜集关于真实世界更多细枝末节的数据,通过机器人终端的传感器实现对环境的感知,并将其不断丰富,并传递给虚拟世界,让虚拟世界通过大规模的机器人集群来探索未知世界,也就是通过机器人技术来描绘一个机器人眼中的世界,把真实世界在虚拟的环境中建立起来,并通过虚拟世界指导真实世界运转,实现虚实结合,而通过虚实结合,又可以无限地去扩展真实世界和虚拟世界,最终实现智慧仓库、智慧工厂,甚至智慧城市。
同时他也坦言,尽管5G探索正如火如荼,但目前仍面临诸多困难。如5G技术应用成本较高,5G企业级覆盖不够,产业应用支撑尚在路上,5G技术本身还需要不断演进等等。但可以确定的是,5G和智能物流机器人结合的步伐会越来越快,应用场景会越来越多。
极智嘉 RaaS 云-边-端高度融合智慧物流解决方案
极智嘉自2015年成立以来,一直在技术升级之路上孜孜探索。用陈曦的话讲,“技术探索相对激进,技术落地相对谨慎”是极智嘉的团队特性。对于机器人,特别是多智能体的机器人系统而言,涉及软件、硬件、机器人算法、机械结构等非常宽泛的技术领域,只有对每个领域的前沿技术保持相对敏锐的嗅觉,才有可能始终保持产品的持续领先。
在5G技术的研究上,极智嘉也是如此。从率先行业进行技术探索与布局,到自营仓等自有业务场景的落地与细节打磨,再到稳定的产品和解决方案输出,最终应用到客户场景中,以一套完整的技术转化流程来实现较高的系统稳定性和客户满意度,同时也形成自身的产品差异化和核心竞争优势。极智嘉从4年前开始探索5G技术的研究和落地。目前已经成功实现了5G技术与机器人产品的结合,在极智嘉南京智慧工厂内,更是实现了5G在网络层面的全面覆盖,并实现了5G从传感器层面到整个系统调度,从IoT 到服务器到云端的打通。
“5G是一个很新的技术,还有更多的潜力和应用场景等待挖掘,极智嘉也会继续紧跟着5G技术和AMR技术的发展,持续探索。”陈曦表示。
极智嘉在南京智慧工厂实现了5G的应用落地