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Fetch Robotics 發表懂得[協力合作]的倉儲搬運機器人組合

2015-7-14 11:08 AM| 發佈者: SophieWeng@G| 查看: 922| 評論: 0|來自: IEEE

摘要: Fetch Robotics 推出兼具「手臂靈活度」與「運輸速度」的倉儲搬運機器人組合,整合PrimeSense 3D、夾具模組及Follow Pick系統等工具,促進倉儲自動化的進展。 ... ...
矽谷新創機器人公司 Fetch Robotics 新推出懂得「協力合作」的倉儲搬運機器人組合:自走式機械手臂(mobile manipulator) Fetch 與搬運基座車 Freight,本組合的特色是結合兩者在物流運用方面「靈巧取物」與「快速運送」的兩大優勢;本項產品組合獲日本軟體銀行集團(SoftBank)關注,在 第一輪募資就投資了 2,000 萬美元(換算約台幣 6 億 2184 萬元)的龐大資金。

2015 年 2 月初才於美國加州矽谷正式宣布設立的 Fetch Robotics,前身是 Willow Garage 的分拆公司—— Unbounded Robotics。是的,您沒記錯,Wilow Garage公司正是目前市面上十分知名的研究型移動操作機器人PR2的製作單位,而 Unbounded Robotics 在 2014 年 8 月因 第一輪募資與母公司產生協議問題、不得不胎死腹中關閉之前,也曾推出令人驚豔的低單價研究型獨臂機器人 UBR-1,定價僅為 35,000 美元(約合新臺幣 109 萬元),PR2 的十分之一,因此,Fetch Robotics公司在機器人業界可說是系出名門啊!
 
「手臂靈活度」與「運輸速度」魚與熊掌不可兼得 ?!
如何才能在佔地遼闊的倉儲空間中精準揀貨、並送到指定的包裝寄送單位?這個問題對各大電商或零售物流業者來說都是令人十分煩惱的,使用人力不僅效率不彰,其工作內容對於每天被迫在不見天日的貨架間來回折返跑 5~12 英里(約 8~19 公里)的揀貨員而言,也很痛苦枯燥,因此導入自動化機器人來協同或替代人力作業便是許多業者共同的需求;目前以美商亞馬遜的橘色 Kiva 倉儲機器人大軍最廣為人知,但為了採行這一套系統,亞馬遜必須耗費鉅資重新整修倉庫,設置特定高度、寬度的專用貨架及相關配備;更重要的是,目前 Kiva 機器人仍只能代勞「運送」工作,把正確物品從貨架取下、放到 Kiva 身上的「揀貨」工作仍需人工完成;這也是為什麼日前亞馬遜會大張旗鼓舉辦「亞馬遜機器人揀貨大賽(Amazon Picking Challenge)」,極力尋求突破的緣故。

從機器人構造設計而言,一直以來這類倉儲搬運機器人最大的困境在於:想要機械手臂靈活到能夠取代人工揀貨,就得裝載眾多感應器與致動器,其整體重量就難以降低,加上自走式機械手臂機器人多採方便取物的直立式(以配合目前大多依照「人類勞工」肢體構造需求建造的倉庫結構),全身重心較高,移動得太快就容易跌倒;但若機器人載貨後無法「跑」得比人快,以機器取代人力的意義卻又大為削弱。再者,雖然大型倉庫的建築內部結構已經比學校、公司、家庭要來得單純一致,但要以單一機器人同時克服揀取貨品外形的多樣性、遙遠的搬運距離、漫長的運行時間,同時還得兼顧對於倉內人員的安全性、必須高於人工的效率和低於人工的成本,以目前的技術幾乎不可能做到。

Fetch Robotics 的解決方案是將這兩項任務一分為二,讓擁有手臂的 Fetch 機器人專職「揀貨」,再讓重心低、跑得快的機器基座車 Freight 輪番「送貨」,兩者分工合作,再配合一套該公司研發的倉儲即時監控統計軟體(可根據各倉庫的實際情況客製化),就能解決大部份倉庫的物流搬運問題。Fetch 機器人的頭部安裝了 PrimeSense 3D 深度感測器,頭部能平移或傾斜轉動,方便以視覺偵測四周環境;運行時,它能夠自行避開沿途障礙物,自動導航、偵測與選揀貨架上的物品,其機械手臂可抓起 6 公斤重的貨物(典型零售商倉庫裡 90%~95%的貨品都在這個重量之下),同時具 7 自由度,能自行規劃取物時的動作路徑,避免機械手臂碰撞到不相干的物品或貨架;若有撞到人的可能性,則會立即停止機械手臂的運作,因此能夠跟人類勞工安全共事。另外,由於 Fetch 機器手臂末端的夾具部位採模組式,未來可以更換成附帶攝影機或其他感應器的進階夾具。
 
另一方面,Freight 機器搬運車的外形就像是 Fetch 機器人的下半部,它配備了有效範圍 25 公尺的雷射偵測器,可以用以偵測、跟隨揀貨人員或它的好同伴 Fetch,但相較之下 Freight 跑起來可要比他們快多了:它的平均行進速度是每秒 2 公尺,最快可達每秒 3 公尺,這是人類小快跑的速度,但 Freight 機器人不會有疲憊的問題,同時還可承載 70 公斤的貨物,倘若願意犧牲一些速度,Freight 的酬載量亦可再向上提升。
 
在持續力上,Fetch 機器人在最操的工作環境下(例如一整天要其機械手臂拿著 6 公斤重物品大幅揮動),仍有 13,000 個工時的基本保證;在一般正常情況下,Fetch 機器人可以一天工作 16 小時,持續工作 4 年,而沒有機械手臂負擔的 Freight 機器搬運車,則預計可以正常運作更久。

Fetch 和 Freight 這一組機器夥伴原先的設計是由 Fetch 揀貨,跟隨 Fetch 過去的 Freight 載到貨品後,自行回到包裝、寄送處,而新的一架 Freight 則緊接著出動,跟隨 Fetch 繼續前進,以節省來回折返跑的時間。過程中,每一架機器人都能自行向稱為 Fleet 的中央監控與偵測系統,回報當下數據與位置,方便人類管理員瞭解目前每一架機器人與各訂單揀貨、運送上的狀況。

 

但同樣道理,Freight 也可跟隨人類揀貨員一起去取貨:出發前,揀貨員只要在平板電腦上選擇一臺 Freight 搬運車,它不需要使用 Beacon 技術,就能直接以本身「視覺」自動追蹤、跟隨揀貨人員一路走到定點,並在人員揀完一份訂單後直接自行開走,向包裝寄送處回報,同時另一輛 Freight 就會自行開來接力,繼續完成下一份訂單工作。Fetch Robotics 稱這個系統為「Follow Pick 系統」,強調它如靈敏小跟班、小助手的性質。


目前 Fetch 和 Freight 機器人的詳細定價尚未公佈,但 Fetch Robotics 公司透露將「低於 10 萬美元(折合新臺幣約 311 萬元)」。今年 6 月中旬,Fetch Robotics 宣布獲得日本軟銀巨額注資後,該公司 CEO  Melonee Wise 女士表示,在第一批 40 架機器人的試行生產後,有了這筆資金,團隊將配合目前接收到的眾多顧客需求進行較大量的產出;因為目前該公司規模還不到 20 人,應付美國國內需求產能已吃緊,加上海外商用銷售還有各國認證、法規等複雜問題要處理,目前商用型號的銷售先以美國境內為主,亞洲與歐洲則先僅以其「研究型平臺」向大專院校研究室進行販售。另一方面,研究團隊也計劃以這筆大型資金來從事各項開發研究:例如改善機械手臂中致動器的設計(專利申請中),以及 Fetch 和 Freight 機器人的充電裝置與運作時數。

 

今年夏天,Fetch 和 Freight 機器人將在三位不同顧客的倉儲廠房試行運作,倘若運行順利,這個正式成立不滿一年的新創機器人公司,會將倉儲自動化的未來發展帶到怎樣的境地?很令人拭目以待。


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