移动机器人目前的五大发展趋势

编者按：正如德国工业4.0之父孔翰宁曾指出的“人工智能是工业4.0成败的关键”，随着人工智能威廉希尔官方网站 的发展，工业智能成为了不少AI企业关注的焦点。在这之中，作为工业智能化一大标志的工业机器人是发展落地的重点之一。

旷视在2017年进入供应链物联网领域，聚焦智慧物流及工业机器人业务。2020年初，机器人产品部独立成为旷视的产品中台之一，专注于机器人产品和关键物流装备的研发。在2021年到来之际，旷视高级副总裁兼机器人产品部总经理王宏玉、旷视机器人产品部研发总监陶涛发表署名文章，分享了他们对移动机器人威廉希尔官方网站 趋势的观点。

近年来，随着消费需求日趋个性化、用工短缺/劳动力成本上升、新一代信息威廉希尔官方网站 不断成熟等多重因素的推动，智慧物流、智能制造成为企业降本增效提质的重要手段，带动移动机器人市场需求的持续走高。根据中国移动机器人产业联盟、新战略机器人产业研究所数据统计，2019年度中国移动机器人市场规模达到61.75亿元。

2019年度中国移动机器人市场规模达到61.75亿元（来源：中国移动机器人产业联盟《2019-2020 中国移动机器人（AGV）产业发展研究报告》）

移动机器人主要需要解决定位、规划、控制等问题，目前重点的研究领域包括环境感知与建模、定位与导航、环境理解、多机器人协调等，根据旷视在工业智能及智慧物流方面的研发和实践积累，我们看到移动机器人目前主要有以下五大发展趋势：

1 基于SLAM威廉希尔官方网站 的AMR是未来机器人的主流趋势

移动机器人发展经历了有轨方式（如磁带牵引方式）、信标方式（如二维码）、无信标方式（如SLAM：Simultaneous Localization and Mapping，即时定位与地图构建）的不同阶段。二维码导航机器人需要在现场张贴二维码，对二维码粘贴精度要求高，且易损坏。SLAM威廉希尔官方网站 可以让机器人在无信标的情况下也能实现定位导航，具有易部署、柔性等特点，更加适合在运行环境复杂、业务经常变动的场景下应用，因此受到越来越多客户青睐，正在成为业界主流趋势。

行业发展显示，导航威廉希尔官方网站 的发展使设备从“车”逐渐过渡到“机器人”。AGV（Automated Guided Vehicle，自动引导车）最早是传统企业自动导引车的模式，智能化程度不高。随着新威廉希尔官方网站 的发展，AGV自主化、智能化的程度越来越高，企业纷纷朝着AMR（Automated Mobile Robot，自主移动机器人）的方向发展，越多越多人开始用AMR来取代AGV的说法。

2 视觉SLAM是未来方向，同时需要多传感器融合的导航方式

在工业物流领域，基于SLAM威廉希尔官方网站 实现的机器人自主导航，根据传感器不同主要分为两个类别：激光SLAM和视觉SLAM。激光SLAM威廉希尔官方网站 相对更加成熟，是当前市场应用的主流。但随着机器人单体主处理器的处理能力提升，特别是一些带GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）、NPU（Neural-network Processing Unit，嵌入式神经网络处理器）的处理器的应用，机器人视觉处理能力得到极大提升，以深度学习威廉希尔官方网站 为核心的视觉处理可以在机器人上实现。

目前，视觉威廉希尔官方网站 已经被广泛地应用到机器人立体视觉避障（人/ 物区分识别），以及视觉导航和末端高精定位上。旷视认为，视觉传感器成本低，感知信息量大，随着视觉算法威廉希尔官方网站 的成熟，视觉SLAM导航机器人在不远的将来会替代激光SLAM导航机器人。

旷视MegBot-S800V视觉导航及视觉建图演示

与此同时，不管是基于激光还是视觉实现的机器人自主导航，都不是单一应用，还需要融合诸如惯导（IMU）、GPS等其他导航方式，以应对鲁棒性要求非常高的现实应用场景，让机器人能够更加稳定有效地运行。（来源：中国移动机器人（AGV/AMR）产业联盟《2020-2021工业制造领域自然导航AGV/AMR产业发展研究报告》）例如视觉和IMU的融合，IMU为快速运动提供了较好的解决方式，而相机又能在慢速运动下解决IMU的漂移问题，二者实现了优势互补。

3 深度学习将广泛应用，加强机器人对周围环境的理解

AI中的深度学习威廉希尔官方网站 在计算机视觉中的应用主要有物体识别、目标检测与跟踪、语义分割、实例分割等，语义SLAM能把物体识别与视觉SLAM结合起来，将标签信息引入优化过程中，构建带物体标签的地图，实现机器人对周围环境内容的理解。

新威廉希尔官方网站 与机器人威廉希尔官方网站 的加速融合将进一步推动产品的更新换代。移动机器人的自主性主要体现在“状态感知”、“实时决策”、“准确执行”这三个方面。物联网、AI、5G等新一代信息威廉希尔官方网站 与机器人威廉希尔官方网站 相互结合，能够让设备高效交互，数据更加自由流动，并通过算法指挥硬件发挥最大效能。（来源：中国移动机器人（AGV/AMR）产业联盟《2020-2021工业制造领域自然导航AGV/AMR产业发展研究报告》）

4 机器人规模化集群作业成为必然，需要更高效的多机协作方式

机器人在实际应用中，通常是以集群的方式协同完成特定的任务。如：月台的托盘搬运集货，原材料的料箱存储和拣选，产线之间的物料搬运；托盘可以使用无人叉车搬运，原材料的存储拣选可以使用二维码类KIVA机器人，产线之间物料搬运可以使用SLAM机器人。

在旷视看来，多台甚至是成百上千台机器人规模化集群作业成为发展必然。这不仅需要调度系统需要能够接入各种类型的机器人，在统一的环境下完成作业调度；还需要多机器人调度算法，找到全局最优方案，使多机器人共同工作时的总效率最高。目前调度算法主要分为三类：数学方法、仿真方法和人工智能算法。其中，人工智能算法前景最为远大。

例如，当系统只需要调度几十台机器人时，传统系统依靠简单的逻辑策略就能支持。然而，一旦达到几百台甚至上千台机器人时，简单的逻辑思考已经不能解决问题，整个群体协作的效率无法得到有效保证。这时候就需要机器人能够不断学习、不断修正自身策略，AI将在其中扮演重要角色，让整个系统不断优化，群体智能化程度越来越高。

5 同构仿真、数字孪生，为客户提供一站式服务

客户在做智能化、自动化改造的过程中，从方案设想，到方案设计和实际投入，中间会经过漫长的决策链，通常这个决策过程依赖设计人员的经验，这样可能会导致规划结果和实际需求产生较大的偏差，导致浪费或工期延误。

一套功能完备的同构仿真系统可以避免设计过程中的人为偏差，并且能够极大提高评估效率。例如旷视自主研发的机器人网络操作系统河图（HETU），可以提供规划、仿真、实施、运营等一站式解决方案，实现同构仿真和数字孪生，极大减少机器人项目规划风险，提高运维效率。

旷视河图数字孪生演示视频

数字孪生中最关键的在于仿真，而仿真里关键的是同构仿真。目前物流行业中，大多数仿真系统和执行系统都是分开的。而旷视河图采用同构仿真的方式，仿真和执行在同一套系统和软件里，仿得更好、更加体系化，随着软件的更新迭代可以无限逼近现实场景，带来更大的价值。

在旷视看来，移动机器人未来的主要威廉希尔官方网站 发展趋势可以概括为单体智能和群体智能：单体智能是单个机器人的智能化程度，未来会包含更多AI的元素；群体智能是系统的智能化，通过AI的算法使系统最优化，为客户降本增效。移动机器人的市场很快就会突破100亿的规模，未来的市场是1000亿的体量，国内的很多同仁在为这个市场而努力拼搏，旷视的产品也在不断走向海外，在海外这个蓝海市场赢得一席之地。

责任编辑：xj

原文标题：解读移动机器人的2020：规模化集群作业成发展必然，深度学习将广泛应用

文章出处：【微信公众号：Megvii旷视科技】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。