文｜彭晴
再過一個月，黑天鵝亂飛的2020即將畫上句號，新冠疫情、中美關系惡化、逆全球化趨勢以及各種制裁與打壓，在這個捉摸不定、充滿變數的年份里，中國移動機器人產業經歷了短暫的陣痛而后逐漸走向復蘇甚至引來了新一輪的機遇
新時期新機遇，更多的應用行業更廣闊的應用場景，移動機器人的廣度和深度正在不斷擴展，也對技術迭代更新提出了更多樣的要求。未來，什么樣的移動機器人才是真正符合新時代發展需求的產品，企業又該朝著怎樣的方向去探索？對此，中國移動機器人（AGV）產業聯盟主席張雷發表了一些自己的看法。
中國移動機器人（AGV）產業聯盟主席、新松機器人自動化股份有限公司副總裁、移動機器人BG總裁 張雷
多元化的技術發展需求
從傳統制造業，到電商倉儲帶來的移動機器人應用熱潮，再到更廣闊的制造領域，張雷認為，移動機器人已經成為現化化制造業的一個重要組成部分，在未來的工業4.0體系中，移動機器人將起到不可替代的作用，而未來對于移動機器人技術的需求一定是多元化的，具體可以歸結為以下幾大類：
高效、迅捷。作為現代化制造業的一個重要組成部分，移動機器人需要高效、迅捷地完成相關的運輸及裝配任務，同時現代化的制造業對移動機器人系統也有著更高的要求，包括更標準化的接口方式，更高的安全性，先進的測試方法，可維護性及擴展性及訂制化編程能力等。
智能、靈活。只有具備了智能、靈活的導航和規劃能力，移動機器人才能進入到更廣闊的應用領域和應用場景之中。張雷提到，由于應用場景大大增加，因此需要開發出具有高度通用性的自然導航技術，以便適應眾多不同場景的需要，而隨著自然導航和SLAM技術的發展和成熟，大量潛在的應用需求也將被激活成為現實。
方便、實用。張雷提到，只有當移動機器人的布署、使用、調整和維護變得更加人性化和簡單化，移動機器人才會加快進入普及應用的時代。“隨著自然導航技術的成熟，系統部署將由“工程化實施”向“產品化布署”方向轉換，部分標準化程序較高的產品將可實現“用戶自行布署”。用戶自身將在應用中發揮更多作用，許多調整和維護工作將交由用戶自行完成。”
安全、可靠。隨著移動機器人應用的擴展和深入，對移動機器人的安全性、可靠性的要求將進一步提高。
Life-long SLAM技術將走向應用
不管是實現機器人的高效迅捷還是智能靈活，導航技術都是核心。而關于移動機器人導航技術未來的發展，張雷也談了他的看法。
目前來說，2D視覺和2D激光導航在移動機器人領域的應用已經十分成熟，但3D視覺和3D激光導航目前還處于發展階段。
關于3D視覺，張雷提到，目前基于特征點法的3D視覺導航技術最早得到應用，技術相對成熟。在光照條件比較好的情況下，已能夠在一定范圍內實現機器人的自動導航運行，而基于直接法和語義法的3D視覺導航還處于研究發展階段，“未來通過使用多目/廣角攝像頭增大視野范圍，以便可以利用更多的自然環境特征，同時通過全局優化和回環處理，改善3D建模的質量，提高導航和定位精度是視覺導航技術發展的方向。”
而對于3D激光導航的發展，張雷認為，3D激光導航一定程度上克服了2D激光導航的缺點，能適應不滿足”垂直一致性”的各種場景，不再依賴于單一高度處的環境情況，適應復雜環境的能力顯著增強，同時對地面不平整的情況也能更好地處理，“但相對2D激光導航成本更高，不僅3D激光掃描器增加了成本，相關的計算也更加復雜，需要使用更高性能的計算部件，此外對于一些特殊場景，仍然無法得到滿意的應用效果，這些都是未來需要突破的方向。”
張雷提到，動態環境是移動機器人自然導航所面對的主要困難之一，動態環境中既包含行人、車輛等高頻運動的物體，也可能包含一些緩慢/低頻移動的物體，如移動的生產線等。而要有效克服動態環境的困難，張雷認為，未來Life-long SLAM技術將走向應用。“Life-long SLAM是指在一個全生命周期SLAM應用中，需要在整個使用過程中啟用對環境模型的自動修改和更新，這對SLAM技術的準確性和可靠性提出了很大的挑戰，該技術的發展和應用將進一步擴展移動機器人的應用領域，為在眾多動態環境場景中使用移動機器人打下基礎。”
SLAM技術是實現移動機器人自主導航的核心，但伴隨著slam技術的應用，對于移動機器人調度系統也提出了更高的要求。
張雷提到，在傳統的AGV系統中，運行路線事先完全確定，降低了調度系統的管理難度。在AMR時代，以SLAM方式工作的機器人仍然需要有高效的管理調度方案，否則系統效率將無法得到保證。“未來，需要發展出基于系統運輸任務和流量數據的調度管理系統，以便真正為迎接SLAM時代的到來做好準備。”
除了機器人導航技術與調度系統外，張雷還提到，未來移動機器人技術將與人工智能、移動互聯網、大數據處理等技術加速融合，從而創造出新的技術、產品和應用模式。
