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困境,机遇与未来:武汉疫情下的智能机器人应用 ——访木神机器人有限公司首席执行官辛亚运
    建筑师

    APLUSmagazine · 2020-04-02 16:12:42

武汉新冠状肺炎期间,在忙碌穿梭的医护人员身影之中,有一批特殊的“小助理”格外引人注目:它们有的顶着小餐盘送餐送药,有的负责测量病人体温并进行简易导诊;有些服务在餐饮区为医护人员加工热乎食物,有些穿梭在大街小巷为定点医院配送必要物资……疫情如此严重,医护与服务人员的安危牵动着万千国民之心,而智能机器人在此次救援中的应用,不但有效缓解了疫区急诊、配送人员的不足,更有助于减少病区医护人员交叉感染,提升隔离管控水平。

这些机器人是怎样辅助医疗工作的?背后应用了哪些核心技术?在这次救援活动中暴露了哪些缺陷?未来的发展前景怎样?带着这些疑问,《A+》杂志电话专访了总部位于疫区的武汉木神公司首席执行官辛亚运。2014年,他开始带领20余人的博硕士团队创业,为移动机器人提供高负载机电一体化设计、无人驾驶算法定制以及高性价比整机的解决方案,最终让移动机器人更好地代替人类从事高危、繁重、重复性工作。

他所创立的木神机器人公司获得2017年京东华中首届智慧供应链挑战赛“合作伙伴”资格,成为武汉京东华中仓唯一的智能物流分拣机器人底盘开发商。辛亚运亦凭借自己扎实的专业背景与卓越的领导能力,获得福布斯的认可,上榜2019年30岁以下工业制造领域精英榜。

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01

天时人和:明确专攻行业方向

A+:智能机器人目前对于大众来讲还是相对陌生的行业,请简单为我们介绍一下您公司的情况?

辛亚运:武汉木神机器人公司是做物流机器人的,是2014年兴起的新领域,传统智能设备自动导引运输车(Automated Guided Vehicle,以下简称AGV)的延伸。大众目前普遍倾向于把智能机器人理解成消费型机器人大类下的人形机器人或陪伴机器人,而我们做的物流机器人一般是偏工业级的,C端用户很少体验得到,大众所形成的概念也相对模糊一些。木神机器人主要的应用场景是快递物流里面库存控制最小可用单位(Stock Keeping Unit,以下简称SKU)的搬运,以及酒店、会所等场景里行李的搬运等等。

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武汉木神机器人团队

A+:请问您的团队为何会选择物流机器人这个方向?

辛亚运:机缘巧合。2014年我们团队最初的创业项目是研发跟随式行李箱,是国内第一家尝试这个项目的团队。当时做的效果还可以,顺利拿到了一轮融资,资方希望我们未来往智能物流这个方向调整。调整前我们分析了整个行业的市场容量,并预测市场的爆发点在哪儿,还分析了当时竞品公司技术以及行业供应链的成熟度。调研之后,我们相信这个行业会在未来的三四年内爆发,再加上团队本身的履历与该行业的素质需求十分契合,就决定了这个方向,所谓天时地利人和吧。

A+:您的团队和物流机器人研发行业的契合度体现在哪里?

辛亚运:首先是专业方向。物流机器人研发要建立在电气、机械和物流领域的基础上。我所带领的团队成员大多毕业于华中科技大学,其电气专业全国排名第二,机械专业全国排名第一,物流专业也有相当的基础,团队的专业属性与该领域很契合。再加上我们之前有研发跟随式行李箱的经验积累,对物流机器人的产品设计、性能参数以及用户需求都拿捏得很精准。创业时我们虽然还在校修读,但投资方为我们提供了宝贵的市场渠道,从技术到产品再到市场推广,整个链条是通的,因此团队很自然而然就转到了这个方向。

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临危受命:疫情下的应用场景转换

A+:请问武汉疫情中用于投递药物的机器人是否可以看做是物流机器人的一种?

辛亚运:武汉疫情中投入应用的机器人就是物流机器人,但并不是专门为送药设计的,而是临时把它应用到送药的场景中。这个产品的外形设计和海底捞应用的送餐机器人构造相同,机器人的形态设计原本是为了放餐盘考虑的。

A+:目前是否有为医疗环境提供服务的机器人研发方向,例如测温诊疗的机器人?是否已投入市场?

辛亚运:据我所知,目前行业内的医疗机器人大多被应用于医疗环境中进行物料的无人搬送,国内有几家公司在专攻此方向,行业前景还算乐观,已经经历了几轮千万级别的融资。这些医疗机器人在协和、同济等大型三甲医院已经被投入应用,但仅用于测温诊疗、医物取用等基本功能,像诊断这种专业技能目前还做不到。例如医疗机器人在手术过程中可以代替护士实现易耗品的取用和传递。再比如类似核磁、放射、化疗等特殊场合,不宜人进入的场所可以应用机器人进行基础的运输和测试工作。

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武汉疫情中投入使用的物流机器人,图片转载自新华社

A+:这次疫情中,机器人行业的价值是否体现出来?有哪些机遇和困境?

辛亚运:在这次疫情中,大家可能会从新闻中了解到类似海底捞使用的送餐机器人,以及在医院中应用的投递机器人。机器人行业的产品相对来说很新,需要一段时间被市场接受,而疫情会加速大家对产品的接受程度。C端用户接受了,那为C端服务的B端,例如医院、酒店、机场、餐厅等等也就更容易普及物流机器人的应用。这对市场的推进有很大帮助,是难得的机遇。

同时也存在挑战。目前,机器人行业的技术门槛比前几年低,开源方法的普及使得行业内鱼龙混杂。2018年,这个行业经过了多轮洗牌。很多客户发现服务机器人并不能真正解决刚需,或者说不能从提高生产效应、减少人力运营成本的方面给公司的运营现金流显著的提升。这也说明当时很多公司的研发和运营模式是错误的。疫情的出现会让以前被淘汰的“劣币”伺机重新进入市场,利用现在降低的门槛扰乱市场。但是,随着更多人的入场,竞争也会愈演愈烈,优胜劣汰是大趋势。物流机器人市场原本从蓝海到红海的时间假如是3年,因为疫情可能会缩短到1.5年,行业的竞争速度会加快,对从业者来讲是机遇也是挑战。

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京东物流自主研发的智能配送机器人在武汉完成智能配送,图片转载自新华社

木神机器人目前有两款产品,应用场景有工作流水线、电力巡检、室内服务和科研测量,合作供应商包括国家电网、上海通用汽车和武大测绘学院等。凭借出色的技术独立研发团队,其产品核心构建成本及终端售价均大幅度低于市面竞品。公司的最终目标是做低速无人驾驶物流开放平台,将底盘模块化,其它功能的机器人装在上面就可以自由行走,在不同的应用场景中自如转换。

03

尚方宝剑:降低核心成本的独门秘诀

A+:木神产品经历市场竞争胜出的法宝是什么? 

辛亚运:木神产品在保证与同类产品接近的精度和速度、更高负载的情况下,将成本控制到同类控制器的十分之一。我们公司的核心运营逻辑并不是如何将产品打造得高端,而是如何为社会解决实际应用问题。木神的机器人产品可能看起来并不像人,但它就是可以代替人搬运很重的货物,减少繁重而危险的体力劳动。既然以符合用户需求为目标,就要调研目标客户的用工成本。雇佣一个人力的成本一个月在5 000元至6 000元人民币左右,我们的物流机器人一台至少可以代替一位人工,有一款多功能机器人可以代替三个人。假如按照一个人来算,行业的投资回报周期大概是两到三年。这样算下来,机器人的售价可以卖到14万到20万元左右一台,而木神机器人的价格为了在行业内具有竞争力,终端售价大概是在6万到8万元一台。

具有竞争力的物料清单(Bill of Material,以下简称BOM)是木神能够经历多轮洗牌坚持到现在的重要原因。如何能够在这种利润约束下降低核心BOM成本呢?对于物流机器人行业,核心BOM成本的投入有三项:激光雷达、控制器和作为动力系统的电池与电机。动力系统这一块几乎是无法优化的,目前行业已经非常成熟。但是激光雷达和控制器的成本有很大的弹性调控空间。市场上单个激光雷达的售价约为2万到5万元,控制器的售价约为单个4 000元左右,一般一个机器人需要2个,价值约8 000元。两项加在一起大约是2.8万到5.8万人民币左右的成本。而木神机器人应用了历经4年自主研发的异构控制器,技术门槛很高,可以被成功应用于稳定性要求非常高的工业场景中,成本却可以控制在2 000元以内,且由于它的运算力强,每个机器人只需要一个。同时,我们应用的激光雷达成本在4 000元左右。基于这两项核心技术,木神可以用8 000元左右的成本实现同类产品最低2.8万元才能实现的功能,大幅度降低产品成本,提高核心竞争力。

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木神机器人系列产品

A+:木神机器人所使用的信标追踪方式和传统的追踪方式有何区别?为何更为精准?

辛亚运:跟踪精准度要从两个方向比较。物流机器人属于柔性机器人,也称为即时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,以下简称 SLAM)机器人。这种机器人与传统AGV的区别在于,其产品运行不需要铺设轨道,可以像人一样独立规划导航和路径,实现自主行走。这类机器人的研发包括很多技术,传统的一般用视觉追踪,但是视觉对光线等外部环境很敏感,容易跟错人;且受本身摄像头广角的限制,容易很丢人;再就是视觉处理的算法需要图形处理器支撑,成本高昂。我们公司是做激光SLAM的,相比于视觉SLAM,机器人的运动控制更加平滑,对异常处理反应更加灵敏,确保了跟随的平稳性与灵敏性。相比其他做SLAM的公司,我们的精度更高,重复定位和导航的速度也更快,其核心就在于木神机器人的异构控制器可以进行强劲的算法,保证产品达到精确卓越的使用效果。

A+:在机器人根据SLAM技术自主设计行动路线的情况下,在进行建筑平面设计时还是否需要为机器人预留和特别设计路径?

辛亚运:不需要。它的行走方式与人几乎一样。例如在平面里,它是通过麦克拉姆轮或者普通的两个自由度轮子行走,其转弯半径是0,可以360度原地旋转。除非应用场景是在家庭里,从工业机器人的角度我认为不需要为机器人的行走路径进行任何特殊考虑。

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碧桂园研发的建筑机器人

A+:智能机器人目前在建筑行业中有哪些运用?

辛亚运:国内已经有公司进行建筑机器人这块领域的尝试了。例如2017年起,碧桂园成立了专门的机器人研发事业部,后来升级为独立公司,负责研发具有砌墙、贴瓷砖、抹墙灰和除甲醛功能的机器人。这种机器人主要由两个部分构成,首先是可以自主移动的底盘;其次则是基于底盘的机械臂,例如3自由度,6自由度,9自由度的机械臂,这两个关键的部分组合在一起,就实现了一个可移动的、可抓取的机器人来代替劳动力。这种机器人在建筑行业未来的应用场景很广泛,目前碧桂园已经将其产品化了。

但是,建筑机器人因为成本不菲很难在短时间内推广。先谈底盘的成本。由于建筑行业对于精度要求较高,例如贴瓷砖这种场景应用,需要高精度的设备才能满足。精度提高的同时成本造价就会提升。行业里面做SLAM的产品精度通常是5厘米至10厘米,而像贴瓷砖这种场景应用需要做到毫米级。现在SLAM算法的发明者最高能实现的精度是5毫米,而这种精度目前在国内暂时没有公司能实现,即使未来做得到,随着机械臂的自由度越高、精度越高,其造价也会呈指数型增长。一个工业级别的机械臂造价最低在20一30万人民币左右,核算底盘与机械臂的成本,一台建筑机器人售价50万元毫不夸张。对于现金流如此紧张的建筑行业,智能机器人的大规模应用还需要相当长的时间。

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日本国家先进工业科学技术研究所(AIST)开发的HRP-5P建筑机器人

随着人口老龄化程度的加深,人口红利逐渐消失,以及这次疫情对智能机械的迫切需求,机器人取代人力已成为必然趋势。在国外,传统工业、制造业以及互联网巨头都在陆续布局物流机器人。在我国,物流业正处于降本增效的转型发展期,机器人的应用尚处于起步阶段,市场空间巨大。虽然疫情给总部位于武汉的木神机器人公司带来巨大压力,但辛亚运仍无限看好未来的仓储物流机器人市场。

04

鉴往知来:缺陷反思与信任重建

A+:在这次疫情中,机器人产品普遍存在部署完成率偏低,难以开箱即用的问题,请问在后续如何优化产品设计及产品部署来改进此次疫情中暴露的缺陷?

辛亚运:开箱部署需要专业的工程师到场是机器人行业的通病。其实很好理解,别说机器人,普通人到了新环境,都需要慢慢熟悉其特征信息,机器人要先把地图构建起来才知道该往哪走,每到一个新的场景里都需要熟悉和建图。由于疫情的迫切需要,快速部署的办法是有的,但部署方式需要一定的研发时间,其周期通常是两到三个月,无法赶上当下疫情的蔓延速度。而疫情结束之后,市场是否还需要快速部署就要打个问号了。 

A+:木神机器人公司的研发与运营是否被疫情严重影响?

辛亚运:基于地理位置及校园支持的考虑,我们公司的主体设在武汉,无论研发工作还是物流运输都很方便。武汉封城的前一天中午,我们已对年后工作做了详细规划。看到封城消息时,我第一反应就是2月份回不了武汉了。我自己是山东烟台人,公司里的员工也多来自武汉周边的城市或省份。不只我们回不去,供应商的货也进不去。像我们这样的中小企业都是现款现货,不会备货,货进不来导致的结果就是没有办法出货。

现在虽然倡导远程办公,但对于机器人行业来说这并不现实。机器人设计需要根据实物尺寸纠偏,如果送出去的尺寸有问题,后续的返工成本会更高,所以只能等武汉解封,物流到达武汉之后再复工。人力到不了公司,远程办公又搞不定,物资也匹配不到,但每个月还有人力、房租、物业等成本,这些都会对中小企业的生存造成很大压力。我们现在唯一能做的就是开源节流,挺过难关。

疫情对武汉当地的企业除了经济因素还有投资心理的影响。以前投资方只看北上广深,后来会看一下成都、武汉、长三角珠三角等区域的公司。但经历这次疫情后,投资方很可能直接把武汉从这个名单里去掉,这对当地中小民营企业的发展非常不利。这种心理上的问题不是一年两年能改变过来的,需要漫长的时间来重建信心。

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武汉疫情中投入使用的消毒机器人,图片转载自新华社

采访|撰文 / 钱程

微信编辑 / 《A+》杂志 张应静

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