給你一秒鐘說出這個世界上的機(jī)器人數(shù)量……好了,答案是超過百萬,并且未來三年內(nèi)這個數(shù)字至少還會翻一倍。因為2011年7月29日,郭臺銘宣布三年后富士康擁有機(jī)器人的數(shù)量將超過100萬臺,而它現(xiàn)在只不過擁有一萬臺左右。
和電影里酷酷的那種人形機(jī)器人相比,這些機(jī)器人大多不會具有人體的形狀,而且也不需要。它們也不會出現(xiàn)在街頭巷尾,它們只會出現(xiàn)在富士康深圳和山西晉城的工業(yè)園中。它們大多以機(jī)械臂的形態(tài)存在—這是流水線上最常見的工業(yè)機(jī)器人形態(tài)。
某種程度上,這些機(jī)器人可以看成是生產(chǎn)線的一部分,不過它們的的確確在成為人類的工友,或者干脆搶走了某些人的工作。因為它們能完成或簡單或復(fù)雜的工作,而且吃苦耐勞,無所抱怨。
如果要用“人”的概念來理解這些生產(chǎn)線上的鋼鐵之軀也可以。人由大腦發(fā)出指令,由肌肉帶動某個具體部位,然后進(jìn)行動作;這些生產(chǎn)線上的機(jī)器人則用計算機(jī)控制系統(tǒng)作為大腦,由驅(qū)動系統(tǒng)作為肌肉,然后驅(qū)動機(jī)械臂進(jìn)行作業(yè)。
最初的工業(yè)機(jī)器人其實被稱之為自動化機(jī)器更為合適。通過簡單的指令輸入,這些機(jī)器能進(jìn)行簡單操作,比方說左右上下的搖擺。
對于實用主義者而言,不具備人形的機(jī)器人可能不酷,但足以帶來效率、生產(chǎn)力和金錢。1959年喬治·德沃爾(GeorgeDevol)和約瑟夫·英格伯格(JosephEngelberger)制造出第一臺工業(yè)機(jī)器人后成立了一家機(jī)器人制造工廠。他們覺得這些搖擺足以完成一些工作,例如簡單的噴涂,并且期待它能像蒸汽機(jī)那樣給人類的生產(chǎn)帶來飛躍。
此后機(jī)器人的進(jìn)化朝著兩個方向:人工智能的進(jìn)化和機(jī)械臂精細(xì)化動作的進(jìn)步。計算機(jī)科學(xué)使得人們能通過編程向機(jī)器人發(fā)出較為復(fù)雜的指令,而對機(jī)械臂軸承關(guān)節(jié)等的設(shè)計則使機(jī)器人能執(zhí)行精細(xì)化程度較高的動作。
例如,通常剪板機(jī)的操作需要有許多操作工人進(jìn)行重復(fù)作業(yè)—一兩個工人在吊車的幫助下從料架上取下板料,在剪板機(jī)的工作臺定位,用一個帶標(biāo)尺的前擋料或后檔料手動設(shè)置剪切參數(shù),推動板料到刀具下剪斷。如果板料不止一個邊需要剪斷,他們還需要旋轉(zhuǎn)板料。
現(xiàn)在,一臺手臂承重能力為1000公斤的機(jī)器人可以從料架上抓取板料,放置在剪板機(jī)的工作臺上。機(jī)器人和一個外置伺服電機(jī)連接,這一電機(jī)會接受計算機(jī)的指令。當(dāng)計算機(jī)發(fā)出指令后,機(jī)器人就能把板料需要剪切的部位精確地推到剪板機(jī)的刀具下。信號會命令機(jī)械手的張合以及抓緊,也會告訴機(jī)械臂在推動板料時應(yīng)該推進(jìn)多少以剪切出合乎尺寸的板料。當(dāng)板料不止一個邊需要剪切時,機(jī)械臂會在一次剪切完成后迅速把材料調(diào)轉(zhuǎn)一個方向。
“在手工作業(yè)時,3個人需要大約5分鐘把板材放置到起重裝置上,但是這樣的操作機(jī)器人只要20秒鐘?!毖邪l(fā)出這個機(jī)器人的萊恩鋼鐵公司合伙人邁克·戈登說。
對于富士康而言,盡管中國擁有廉價的勞動力成本,但在一些重復(fù)性較強(qiáng)的工種上用機(jī)器人替代也是一件性價比很高的事情。“比如,1個機(jī)器人可以連續(xù)工作24小時,一般可以頂替2至3個人的工作量,單件產(chǎn)品所需要的生產(chǎn)時間也被大大縮短,而且生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性也很高?!鄙虾1比藱C(jī)電科技有限公司總經(jīng)理朱振友在接受《第一財經(jīng)周刊》采訪時說。
在未來,工業(yè)機(jī)器人能承擔(dān)的將不僅僅是重復(fù)性較強(qiáng)的工作。人們希望機(jī)器人能夠越來越適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境,就像一個真正的工人那樣?,F(xiàn)在,人工智能朝著“機(jī)器學(xué)習(xí)”方面做出的努力使得這成為了可能。這些工業(yè)機(jī)器人會裝置上傳感器,通過這些傳感器來獲得周圍環(huán)境的大量數(shù)據(jù),然后通過算法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,建立模型,最后完成具體的應(yīng)用。一個例子是,裝上攝像頭的機(jī)器人可以完成對顏色的分揀工作。
“機(jī)器人負(fù)重從0.5公斤到1.35噸不等,但能從同一個平面上,挑選不同顏色、相同形狀的機(jī)器人是目前技術(shù)含量最高的智能機(jī)器人?!鄙虾0l(fā)那科機(jī)器人有限公司總經(jīng)理錢暉說。他說現(xiàn)有一半的客戶都在訂智能機(jī)器人。
人們在計算機(jī)領(lǐng)域獲得的進(jìn)步還能將不同的工業(yè)機(jī)器人放入同一個流水線,讓它們以團(tuán)隊的方式合作。軟件工程師們通過編程使得這些大家伙不會和它們的“同事”碰撞,或者擠成一團(tuán)。
現(xiàn)在,西門子的軟件工程師開始通過“虛擬試生產(chǎn)”來模擬機(jī)器人在實際生產(chǎn)過程中的操作,以避免具體應(yīng)用時可能出現(xiàn)的問題。這一方法在實際案例中能幫助企業(yè)縮短30%至50%的作業(yè)時間。
研究人員努力的另外一個方向是讓工業(yè)機(jī)器人的“手”更為靈巧,以能勝任更多工作。其中“抓”和“握”是制造機(jī)械手的關(guān)鍵,大多數(shù)機(jī)械手設(shè)計都是基于有“指頭”的手爪設(shè)計。例如Vecna公司開發(fā)的機(jī)械手每個“手指”最大負(fù)重是120磅,敏感度可以精確到幾盎司。內(nèi)置的控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制定位、施力程度,這保證了機(jī)器手可輕松操作任何尺寸的物品—從擰燈泡到撿包裹。這些努力能使機(jī)器人處理更多形狀或者材質(zhì)的產(chǎn)品。
芝加哥大學(xué)和iRobot公司的聯(lián)合研發(fā)者則試圖用大量微小顆粒材料取代手指,當(dāng)它需要抓住一個東西時,顆粒材料就被吹起以符合物體的形狀。這些粒狀材料被經(jīng)過真空處理迅速變硬直接捏住物體而不需要經(jīng)過對象的反饋計算才捏住。這比普通的機(jī)械手能更牢固地抓住物體。
ABB公司在考慮這些機(jī)器人工人如何能和人類工人共處一室地工作。此前的這些機(jī)器人都是龐然大物,在應(yīng)用時通常要與人群隔離,以防止誤傷發(fā)生。這家公司開發(fā)出一些更輕便緊湊的機(jī)器人,它可以由一個人用頂部的把手來方便移動,電機(jī)也有限制運行功率,甚至機(jī)身周圍包裹著軟墊。
“這能在生產(chǎn)順序發(fā)生變化,或者安排新的生產(chǎn)布局時,讓它們和人類同事很容易就做好配合。”ABB的發(fā)言人說。
富士康在這三年中生產(chǎn)的百萬臺機(jī)器人或許不會應(yīng)用那么前沿的技術(shù)。它之前遇到的問題是工人們無法像機(jī)器人那樣工作,因此試圖用機(jī)器人來替代工人。它給自己的標(biāo)準(zhǔn)是,一條生產(chǎn)線上假如60%至70%的操作由機(jī)械完成,就可以被認(rèn)為是全自動化。
對于富士康而言,工業(yè)機(jī)器人是否足夠先進(jìn)遠(yuǎn)不是問題,機(jī)器人是否替代了太多工人這才是問題。如果按照1個機(jī)器人可以替代2到3個員工的比例計算,100萬臺機(jī)器人就可能意味著200萬到300萬個勞動力將被替代。曾經(jīng)在英國和美國都有工人們抗議機(jī)器搶走了自己的飯碗,甚至因此砸毀機(jī)器,現(xiàn)在,輪到中國了。
7月29日那晚,郭臺銘表示,富士康將加快轉(zhuǎn)型步伐,但愿之后人的問題不會比機(jī)器人的問題更難解決。