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多样的技术与人财相遇,创造机器人的未来



——欧姆龙爱德普科技(Omron Adept Technologies) 首席技术官(CTO)德隆·杰克逊(Deron Jackson)讲述开发工业机器人的乐趣





爱德普科技(Adept Technology)(现欧姆龙爱德普科技(Omron Adept Technologies))坐落于美国硅谷以东的圣拉蒙(San Ramon),成立于机器人产业的黎明期——1983年,是工业机器人行业的先驱。该公司的优势是运用机器人技术在工厂内实现组装、装箱、搬运等多种工序的自动化操作。

他们的目标是将全世界劳动者从搬运物品这种重体力劳动中解放出来。这种自动搬运移动式机器人搭载了人工智能(AI),可以在各种各样的工厂和仓库中自动躲避人和障碍物,同时自行规划最优路线,将货物运送到指定地点。

爱德普科技于2015年加入欧姆龙集团,与欧姆龙的工业自动化(FA)技术联手,致力于解决更复杂的制造业课题。

德隆·杰克逊是欧姆龙爱德普科技的首席技术官(CTO),他已主导工业机器人开发工作长达20年左右,同时也是自动搬运移动式机器人之父。杰克逊的目标是在未来世界中让机器承担更多从前无法实现自动化的操作,使人类能够从事更有创造性的工作。

对于他而言,机器人开发的乐趣何在?机器人领域在未来十年将发生的最大变化又是什么呢?

痴迷于制作机器人的少年,成长为机器人开发的世界权威




杰克逊最早开始机器人制作是在他6年级的时候。木箱、沙拉碗、工具套件的零部件等,他把家中随处可见的物品收集起来制作成机器人。得益于

从小就“喜欢把东西拆个遍”,杰克逊13岁时就已经能够理解大部分物品的结构了。 他手工制作的机器人名叫“My Robot”。虽说它类似于“低配版R2D2(电影《星球大战》中的机器人)”,但却实现了许多电影中的角色在现实中无法做到的事:把“My Robot”连接到家用电脑的始祖“Atari 800”上面,可以调节手臂的位置、开合木质或金属的手掌;使用电脑的操纵杆接口和电位计进行控制和传感,甚至还搭载了使用反射板和光电二极管测量光线并形成图像的“视觉系统”。

进入大学后,杰克逊理所当然地选择了工程学院。在学习了四年电气工程后,他于1991年考入最高学府——麻省理工大学(MIT),攻读硕士学位。

随后,他加入了电磁与电气系统研究所(LEES,Laboratory for Electromagnetic and Electronic Systems),并逐渐将研究方向向机器人领域转移。他的硕士论文题目为直接驱动机器人的振动最小化方法(恰巧1984年世界首次实现搭载直接驱动电机机器人产品化的便是爱德普科技)。

杰克逊于1998年获得MIT的博士学位。他的博士论文是关于通过多个关节实现对机器人无线供电的技术。这一顶尖技术虽然还未进入实用阶段,但是在美国已申请了6项专利,并在国际学会及学会刊物上发表了16篇署名论文,创造了骄人成绩。

机器人领域技术创新的关键是什么?



虽然学术界向杰克逊敞开了大门,但他决定投身产业界。这是因为他“希望开发有针对性的技术,并见证技术转化为实用产品”。同时,他也强烈希望能够回到他的出生地——美国旧金山湾区的硅谷。当时正是互联网风潮的鼎盛时期,他没有选择风行的互联网企业,也没有留在暑假实习过的半导体龙头公司。因为在这些公司里技术人员需要专注于某一狭小的领域,这让他感到“无聊”。在众多出路中,他最终选择了爱德普科技公司。

机器人开发是跨越不同技术领域的多学科研究,由四大核心技术组成,即电气工程、机械工程、控制系统和软件。与其他高科技产品最大的不同点在于,开发机器人所需要的技术范围很广,并且在深层次实现这些核心技术的关联与整合是成功的必要条件。

杰克逊的专业是电气工程,但他还能编写软件的算法,也能设计机械系统。虽然个体水平有所差异,但在欧姆龙爱德普工作的技术人员大都具有相同的倾向。他们既是某一领域的专家,又了解并关注其他领域。

拥有丰富技能和经验的人财与团队的协作,是机器人领域技术创新的关键所在。而这样的挑战正是杰克逊所追求的。




杰克逊自1998年进入公司以来,一直在爱德普工作。最初,他以高级电气工程师的身份参与了分散控制技术的开发,该技术可以将机器人的“大脑”和向电机发出指令的伺服放大器分离。时至今日,该项技术一直是欧姆龙机器人的一大优势,与其他公司生产的工业机器人相比,具备高速、节能、低成本、省空间的优点。

其后,杰克逊主导了自动搬运移动式机器人的开发和产品化工作。对以往主要应用于大学和研究所的技术进行改良,使其可以应用于工厂和仓库等工业领域。这项开发的初衷是,如果在生产线设备之间搬运产品的工作和对自动搬运机器人引进变得更加容易,人们就可以专注于需要更高技能的工作中去。他们在全世界首次实现了自动搬运移动式机器人在工业中的应用,如今,欧姆龙的移动式机器人已经活跃在全球各地的工厂和仓库中。

充满活力的机器人开发及其价值


在硅谷这样人财流动性很高的地区,杰克逊这样的技术人员在一家公司供职近20年是非常罕见的。杰克逊表示他也考虑过其他工作,但是再也找不到一个像欧姆龙爱德普科技这样既充满活力又有趣的职场了。“在一天之内,商讨完新软件的开发日程后,检查新型结构的零部件,然后还能访问使用我们公司机器人的工厂客户,这样的工作绝无仅有”。

他接着说道,“欧姆龙在工业自动化(FA)行业中长期保持着领军地位,从输入、逻辑、输出到安全设备,产品线覆盖范围广。产品组合更是日趋多样化,整个产品线涵盖传感器、控制器、电机、安全设备等20余万种产品,丰富多样。我找不到第二家公司能拥有如此多样的技术和人财”。

“欧姆龙的核心技术‘传感&控制+ THINK’正在加速AI技术的进步,将比拟人类的智慧带入自动化领域。自动搬运机器人就是一个很好的例子,通过传感器识别环境,它们可在工厂内实现智能自动导航,安全地和人类一同工作”。

今后十年将发生的最大变化是什么?




杰克逊认为,“得益于高维度控制和AI(THINK),普通的人为操作可简单地或瞬间实现自动化”。这样不仅可比从前更迅速地实现自动化,还能将以往繁琐、枯燥、难以自动化的工作交给机器。

欧姆龙创始人立石一真设立的企业理念——“机器可以做的事情让机器去做,人应该在更具创造性的领域享受工作”。杰克逊对此深有同感。

同时,工业机器人还有更多进步的空间。人类用眼睛观察物体,并根据物体状况立即改变抓握方法和力量。要想让机器人也能做到这样的动作,就需要为其添加视觉和触觉,并赋予机器人掌握正确抓握方法的大脑和神经。

例如,随着三维传感器的进步,在未来的组装工序中可为零部件的识别和抓握增添新的智慧。另外,如果将机器人和三维安全传感器结合起来,即可感知人的位置和动作,避免碰撞,让人与机器人能以更近的距离协同合作。

如何将这些多种多样的技术因素巧妙且无缝地整合在一起,使其有益于我们的顾客和社会呢?

这一挑战促使杰克逊不断向前。今年春天,欧姆龙爱德普将在旧金山湾区成立新的研发中心。全世界的技术人员将有更多机会与欧姆龙的技术相遇,加快技术创新。不仅如此,让机器人重现人的动作这一技术所产生的影响将不仅限于工厂。在未来的世界中,让机器承担更多从前无法实现自动化的操作,从而使人类能从事更具创造性的工作。杰克逊的宏伟梦想才刚刚开始。

尚未完成的“My Robot”还在杰克逊的家中等待着。而目前,杰克逊恐怕无暇顾及它了。


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