非夕科技:机器人独角兽重新“发明”机器人|狮山调研

南方+ 记者

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走进非夕机器人科技有限公司(下称“非夕科技”)的生产车间,仿佛置身于一个未来世界:全球首款自适应力控机器人经过组装后,化身为一条条灵巧的“手臂”,七个关节灵活转动,结合人工智能算法自主学习,可以完成以往需要人手才能完成的精细任务。

1500公里外的无锡,由9台自适应机器人组成的全自动生产线通过相互配合,完成了汽车域控制器从上螺丝到涂胶、翻盖、检测的一系列精密工序,入选了工信部颁发的智能制造典型应用案例。

非夕科技成立于2016年,2019年把生产基地落户狮山,2023年入选中国独角兽企业榜单,这家由4名斯坦福大学博士创建的机器人企业,用7年时间完成了对机器人行业的再创造:改变了几十年来机器人行业围绕精度和位置控制进行优化的升级路径,尝试让机器拥有像人一样的手眼配合操作能力,把机器人的应用边界推得更广。

9台自适应机器人组成的全自动生产线入选了工信部智能制造典型应用案例。

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让机器人像人一样工作学习

“这是全球唯一一款同时通过北美和欧盟认证的七轴力控型机器人,每一个关节都由一个自主研发的力传感器控制。”在位于狮山的中国(广东)机器人集成创新中心,非夕科技展出了自主研发的自适应机器人,非夕科技政府事务华南负责人佘凤珠介绍,这款名为“拂晓”的机器人可以自动感知到0.03牛的力度变化,一个0.03克的螺丝钉放到机械手上能够立马感知到,自主调整适应新任务,完成上螺丝等一系列精细动作。

自适应机器人可以自动感知到0.03牛的力度变化。孙景锋 摄

自适应机器人可以自动感知到0.03牛的力度变化。孙景锋 摄

这项对人而言很简单的工作,对于机器人行业却是一次重要颠覆。根据McKinsey Report的研究,在现有的技术架构下,只有不到5%的职业可以实现完全自动化,世界范围内的机器人使用率仍然极低。

使用率低的原因是传统工业机器人在工作时,需要先拍摄周围环境和物体,再对作业轨迹和任务进行确认,如果过程中环境、物体、需求出现了变化,就很容易导致不理想的结果。想要让机器人足够“像人”,就要让它能够像人类一样适应复杂的任务和环境。

2016年,4位在美国斯坦福大学机器人和人工智能实验室工作的年轻人注意到了这个问题,决意跳出原有的机器人技术架构另辟蹊径——打造足够仿人的机器人,为此创立了非夕科技。

自成立伊始,非夕科技就选择了一条与众不同的技术路径:沿着仿人化技术路线,打造深度融合工业级力控、计算机视觉、AI(人工智能)等多元技术的通用智能机器人。这样的机器人像人一样有肌肉记忆,有小脑反射,能像人一样不断学习,被称为自适应机器人。

“人工作业以手感调整为主,视觉引导为辅,将这些从人身上得到的启发应用到机器人的工作上,就能打造更智能的机器人。”佘凤珠介绍,在仿人化理念的基础上,非夕突破了一系列技术瓶颈,包括自主研发了高精度力矩传感器、特殊关节设计及高性能力控伺服硬件、类小脑的全身协调算法架构,以及层级式智能控制系统等多元创新技术,解决了多个机器人在核心软硬件领域的“卡脖子”问题,实现了自适应机器人核心零部件90%以上自主研发,累计申请国内外发明专利300多项,按企业400多人计算,接近人均申请一项发明专利。

随着自适应机器人技术的不断提升,非夕科技成功打造出全球首款七轴自适应机器人“拂晓”,可以适应不确定的工作环境,从而大大提升机器人的生产柔性。通过与工业机器人或协作机器人的互补,填补了此前难以实现自动化的场景空白。

位于狮山的生产基地展示了全球首款自适应力控机器人“拂晓”。

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扎根狮山开拓全球自适应机器人新蓝海

2019年,非夕科技在德国汉诺威工业展上展示了世界上第一台自适应机器人,吸引了众多关注。也是在这次展会上,非夕与狮山结缘。

“在德国汉诺威,佛山市政府团队看到了我们,了解到公司产品和团队,诚意满满邀请我们到佛山考察。”非夕科技副总裁杨壮林介绍,从德国回到国内后,佛山很快就再次与企业取得联系。与此同时,经过几年的研发,当时非夕科技正在全国物色生产基地,公司核心团队进行了多方实地考察。

“我们连续走了有十来个城市,集中在珠三角和长三角,综合对比了营商环境、产业资源、人才市场、政府政策等因素,最终觉得狮山是最优选择。”杨壮林表示,狮山对机器人产业的重视和产业链的布局,让企业核心团队很快就下定了决心。

2019年底,位于狮山的生产基地开始试运营。这个过程中,地方政府给予了一系列支持,包括厂房免租、协助对接上下游产业资源、完善供应链、开拓市场等。落户当年,非夕科技成为佛山市科技创新团队,获得了千万级配套资金支持。

自落户狮山以来,虽然历经3年疫情,非夕依然保持着快速成长,2020年底实现了100台自适应机器人下线。“目前佛山工厂有约120人,工程师占了超过一半。”杨壮林表示,狮山生产基地为自适应机器人从研发到商业化应用提供了重要支撑。

随后两年,基于自适应机器人多方面的能力,非夕科技面向汽车、3C电子、一般工业、新能源等多个领域提供包括适应性装配、表面处理、物料搬运等作业场景的自动化解决方案,客户遍布亚洲、北美洲、欧洲。

扎根南海、狮山本地,非夕也积极开拓本地市场,让自适应机器人完成以前需要人手才能完成的工作。以打磨抛光为例,这是制造业中一道不可或缺的基础工序,也是很难实现自动化的环节。行业常见痛点包括工艺难度高、大多数自动化方案通用程度不高,以及缺少高可靠性的硬件设备。而自适应机器人具备曲面跟踪、轨迹学习、曲面贴合、力位复合控制的动态性能,同时还兼具可靠的抗干扰能力、更加灵活的空间运动能力,这些成为了自适应机器人能出色完成打磨抛光任务的核心能力。

“我们目前正与汽车厂合作,联合开发适用于汽车激光焊缝打磨环节的自适应机器人。”杨壮林介绍,在包括汽车、家居制造等南海支柱产业,自适应机器人拥有广阔的应用场景。

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智能机器人独角兽的进阶路

随着自适应机器人的推广应用,其潜力得到了市场的发掘和认可。2022年6月,非夕科技完成了B+轮融资,市场估值超过10亿美元,成为智能机器人领域的新晋独角兽企业。一系列发展计划和产品开发被提上日程。

今年1月,非夕科技再次发布了全球第一款自适应并联机器人——玄晖 moonlight,首次把力控技术和并联机器人相结合,重点应用于相对比较简单的场景,但又需要力控能力来实现的作业。

随着新技术的落地和应用,机器人行业原来的技术边界正被慢慢拓展,在非工业的行业里,非夕的机器人也进行了很多探索。为了把机器人引入新市场,企业曾做过一个专门用来切肉的解决方案——机器人通过视觉AI去识别肉的大小,然后规划出切几刀,切出来的肉能够做到正负不超过三克以内的误差,并足以匹配人的切割效率。

接下来,非夕还将持续探索开放性、复杂度要求更高的应用场景,计划涉足制造、农业、医疗、服务、科研等众多领域,延伸进入到家庭服务领域,能够把衣服叠成豆腐块,做出美味的饭菜,还可以进行按摩理疗。

广阔的应用场景对非夕的生产制造能力提出了新要求,“狮山基地为产能提升提供支撑。”杨壮林介绍,目前狮山基地年产能约为千台规模,考虑到未来市场开拓进度,目前非夕正在规划自建生产基地,支撑未来万台的年产能需求。

在这个过程中,地方政府与企业如何实现共同成长?“狮山镇政府一直给予了我们很大支持,努力塑造公平的竞争环境。接下来希望在知识产权保护、人才引进等方面继续得到政府的支持。”杨壮林表示,随着企业发展,人才的需求也越来越大,无论是中高层管理人才 还是生产制造环节的技能人才,都面临着缺口。

此外,在产业配套方面,非夕科技也渴望能够提升本地采购的比例,“我们的机器人会用到大量五金结构件,对精密度要求高,目前主要从珠三角、长三角其他城市进行采购,希望在佛山本地也能够找到合适的供应商,支持本地机器人产业链共同发展成长。”杨壮林说。


调研手记

唯有技术创新方能赢得未来

在动画片《铁臂阿童木》构建的世界里,机器人高度智能,阿童木的创造就全部由机器手臂自主完成。半个世纪前对未来的想象,正一步步成为现实。

在非夕科技的检测车间里,所有机器人产品的检测实现了完成自动化。而在生产环节,非夕正朝着由机器人自主生产机器人的目标努力。

从2016年创办到2022年成为机器人独角兽企业,非夕科技用6年时间实现了对机器人产业的再创造,并得到了市场与资本的认可,这背后是一次通过技术创新颠覆一个产业的生动实践。

作为国内机器人制造和集成产业的重要集聚地之一,近年来南海区机器人产业从智能机器人平台建设、产业聚集招商、人才引进等多方位发力,聚集起了机器人关键零部件龙头企业30多家,建设了多个重大平台,当中大部分集中在狮山。

非夕科技的成长正是狮山机器人产业蓬勃发展的缩影。企业用自身的实践证明,只有坚持走技术创新的发展路径,努力攻克市场痛点,才能在日益激烈的机器人产业竞争中开拓出新的蓝海,赢得更好的未来。

【撰文】孙景锋

【制图】严经纬

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编辑 陈禧彤
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