人工智能机器人将如何颠覆制造业?

什么是人工智能机器人?

AI创建的机器人领域已从原始自动化转移到自主学习，能够处理各种任务或响应人类和环境的变化。

根据国际机器人联合会(IFR)最近发布的一份报告，2018年工业机械臂的全球出货量创下了纪录，达到38.4万台。其中，中国是最大的市场(占35%)，其次是日本和美国，台湾排在世界第六位。

汽车和电子制造制造仍然是工业武器的最大应用市场，占60％，高于金属，塑料和食品等其他行业。

由于传统机器人和计算机愿景的局限，目前，除了汽车和电子工业外，几乎没有仓储，农业和其他行业已经开始使用机器人武器。这种情况将被AI机器人和深度学习等新技术更改。自动化和工业机器人武器已经在制造业数十年中，即使是最自动化的汽车制造业仍然是从所谓的灯光工厂长途跋涉。例如，汽车组件的大多数部分仍然手动完成。这也是汽车厂的最劳动密集型部分。平均而言，汽车工厂中的三分之二员工位于大会研讨会中。

为什么完全自动化如此困难？

如今的自动化生产线一般都是为大规模生产而设计的，因此可以有效地降低成本，但也缺乏灵活性。面对消费者越来越短的产品生命周期，以及少量的定制生产需求，人类往往比机器人更有能力响应新的产品线，不需要花费大量的时间来重写程序或更改制造流程。

• 灵活性和复杂性
  尽管科技迅速进步，人类仍然比机器人灵活得多。虽然装配产品的装配已经高度自动化，但装配程序仍然必须由人力完成。
  材料制备是制造业和仓储行业的常见，是提高生产效率的重要一步。它指的是组装组装产品，包装和将它们放在工具套件中所需的所有散射部件的过程。然后，机器人从工具包中获取每个部分并执行组装操作。如果每个部分处于固定位置和角度，则自动编程相对容易。相反，在准备材料时，有必要从混乱的部件盒中识别和检索部分，这是对现有机器视觉和机器人技术的挑战。
• 视觉和非视反馈
  许多复杂的装配操作需要操作员的经验或感受。无论是安装汽车座椅还是将零件安装在工具包中，这些看似简单的动作都需要运营商或机器人基于各种视觉甚至触觉信号接收和调整动作的角度和强度。
  这些微调使传统的自动编程几乎无用，因为每次挑选或放置不一样的物品时，您都需要能够独立地从一个人像一个人那样学习和总结，这是真实的。它是机器学习，尤其是深度和强化学习，可以为机器人带来最大的变化。

机器人2.0:人工智能能让生产线机器人做什么?

人工智能给机械臂带来的最大变化是:过去，机械臂只能重复执行工程师编写的程序。虽然精确度和速度都很高，但无法应对任何环境或工艺变化。但现在有了人工智能，机器可以自己学习更复杂的任务。

具体而言，与传统机器人武器相比，AI机器人在三个主要领域具有重大突破：

• 视觉系统
  即使是最高端的3D工业相机，也无法像人眼一样准确判断深度和距离，但也可以识别透明包装、反光表面或变形物体。机器视觉在过去的几年里取得了很大的进步，利用深度学习、语义分割和场景理解来提高低端相机的深度和图像识别，使得制造商无需使用昂贵的相机就可以获得足够准确的图像。消息成功地标识了透明或反射对象封装。
• 可扩展性
  深度学习不需要像传统机器视觉那样预先构建每个项目的3D模型。只需输入图像，经过训练，人工神经网络就可以自动识别图像中的目标。它甚至可以使用无监督或自我监督学习，以减少人工标记数据或特征的需要，让机器学习更接近人类，消除人类干预，并允许机器人面对新的部件，而不需要工程师重写程序。随着机器的运行，越来越多的数据被采集，机器学习模型的准确性将进一步提高。
  由于深度学习模型通常存储在云中，这也允许机器人彼此学习并共享知识，这不仅可以节省其他机器的学习时间，而且还可以确保质量的一致性。
• 智能展示位置
  “请小心搬运，或将物品摆放整齐”，这对机械臂来说是一个巨大的技术挑战。
  如何定义“小心轻放”?它会在物体接触桌面的那一刻停止施力吗?还是运动到一定距离，让物体自然落下?这是一项技术测试。
  它更难以“整洁地安排物品”。为了准确地将物品放置在所需位置和角度，我们必须首先从正确的位置拾取物品：机器人手臂仍然没有像人类的手一样令人畏惧，目前是平均大多数机器人手臂使用吸杯或夹具，仍然有很长的路要能实现人类关节和手指的灵活性。其次，我们需要能够立即确定夹持物体的角度位置和形状。我们需要知道这个地方是否有其他物体或障碍物来判断将杯子放在哪里，以便挽救最大空间。
  通过AI，机器人臂可以更准确地判断深度，也可以通过训练来判断，并使杯子面朝上，面朝下和其他不同的状态。您还可以使用对象建模或体文化来预测和重建3D对象，使机器更准确地掌握实际对象的大小和形状，并进一步将物体放在适当位置的位置。

人工智能机器人将如何颠覆制造业?

现有的行业参与者通常选择专注于持续创新和改进现有的产品和服务，以服务现有的客户。此时，一些资源较少的小公司抓住机会，瞄准被忽视的市场需求，在市场站稳脚跟，人工智能机器人将给制造业带来颠覆性创新。

破坏性创新分为以下两种类型：低级市场创新和新的市场创新。什么机器人带来了新市场的破坏性创新。新的市场创新是指针对现有公司尚未致力于创新的新市场的新公司。

目前，汽车和电子制造业占工业机器人武器的60％。许多厂商专注于持续创新，以便尽最大，以及客户最需要进一步提高速度和准确性的内容。这也使得制造业中的其他新市场，如仓储，食品制造或材料准备程序已经被忽视。这些客户不需要如此高速和高精度的操作，但它们需要机器人手臂更加灵活，能够灵活地学习和处理不同的部件或任务。看到这种未满足的需求，AI Robotics公司开始将人工智能应用于机器人，以便机器人臂可以用于新的市场，如材料制备，包装和仓储等新市场。利用机器学习模型的使用较低级相机可自动化诸如材料准备和货物排序等程序，这些程序只能在过去手动完成，因此机器人臂可以用于更不同的地方，甚至整个行业。

人工智能机器人带来的挑战与机遇

人工智能和机器人的结合带来了许多可能性，但这些变化绝不是一蹴而就的。即使机械臂公司开始投资人工智能，他们也必须考虑如何重建自己的组织和发展战略，将转型的负面影响降到最低，并测试每家公司管理层的判断和决心。

另一方面，开发新市场绝不是一个简单的事情。启动公司仍然需要与制造商密切合作，开发更好地满足客户需求的解决方案。制造过程甚至比仓储更复杂和多样化。虽然启动公司了解AI和机器人技术，但它们不一定了解制造过程。这也给台湾制造商抓住了成长和变革机会的最佳机会。

台湾人工智能在制造业的发展不仅具有了解应用案例、掌握数据的优势，还可以通过AI机器人等新技术实现产业转型的目的。

如果台湾制造商可以通过这些初创公司合作，他们不仅可以通过过程自动化提高生产效率和质量，而且还可以实现少数定制需求，这难以实现过去，并得到摆脱大众制造业和价格削减竞争的战略。它还可以成为新一代AI机器人的测试场所，并与国际初创公司合作，为电子或半导体制造业开发独家解决方案，然后将其销售给其他国家。