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专访因时机器人蔡颖鹏:打好核心零部件自研的关键战役

09-15 IT文章

专访因时机器人蔡颖鹏:打好核心零部件自研的关键战役

当下,中国机器人的发展正进入高速增长期,根据IDC全球机器人研究最新发布的《中国机器人市场预测,2018-2022》研究报告显示,中国机器人市场持续高速增长,2017- 2022 年复合年增长率(CAGR)达到26.9%。 2022年中国机器人市场规模将达到805. 2亿美元,全球占比高达38.3%。

但,国产机器人核心零部件的缺失现象尤为严重,长期受制于美、日、欧等国际巨头,依赖进口使得国产机器人成本相对高昂,很难发展整机产业以及下游的集成应用。而核心零部件国产化又是机器人市场必经阶段,也是国家重点支持的领域,伺服电机、减速器和控制器等核心零部件一体化,可能是未来机器人发展新趋势。

成立于2016年5月的北京因时机器人科技有限公司,定位为机器人核心零部件和智能操作解决方案供应商。公司核心团队来自北航机器人研究所,公司核心产品微型直线伺服驱动器和灵巧手已经成功应用于机器人、假肢、医疗及工业等领域,累计申请数十项国内外发明专利,并获得国家高新技术企业、中关村雏鹰人才企业和中关村金种子企业认定。

在成立因时机器人前,蔡颖鹏便已在机器人领域扎根了10余年,从一开始的ODM(原始设计制造商)到如今的公司1亿估值,因时的成长离不开他对“打磨好一件核心硬件”的技术执念,国内自研首款微型直线伺服驱动机则是其执念最好的验证。

因时成长的底层逻辑是什么?其核心产品伺服驱动器的难点和特点又是什么?当下机器人行业发展现状如何?带着这些问题,钛媒体对蔡颖鹏进行了深度专访。

以下内容为钛媒体与蔡颖鹏的采访实录,有删减:

钛媒体:在成立因时前,您主要从事什么工作?

蔡颖鹏:我创业的时间比较长,2007年,我开始着手做机器人比赛,2008年我便去了北航机器人所,硕士也在北航机器人所就读。2009年,我成立了自己的工作室,并开始做ODM(原始设计制造商)。2012年时我注册了第一家公司,当时做的产品也比较杂,比如便利站的巡检机器人以及各式的定制机器人,到了2015年底,企业整体开始转型。

钛媒体:出于什么方面的考量让您决定成立因时或者说是转型?

蔡颖鹏:ODM是项目制的,弊端在于无法壮大规模、发展有限。另外,自研伺服电机在国内仍是空白,对于我们来说也是一个机会。这也带来一些我的改变,之前我还在一线做技术,自2016年伊始,我在技术层面做的工作就越来越少。

钛媒体:在技术层面,您所擅长的领域是什么?

蔡颖鹏:算法。以高转速度电机为例,该电机每分钟转速约为上万转,不同于它的小体积,这种控制系统其实是一个惯性极大的系统,只有非常高维的算法才能降低它的差错率,让其精准停在某个地方。而这种控制策略难度则在于制造集成的层面,即在体积有限的空间内完成高效率的计算空间配置,这就意味着我们要无数次的优化代码。截至目前,我们的计算空间使用率达到了90%多。

钛媒体:因时的微型直线伺服驱动器有什么特点?因时的优势又是什么?

蔡颖鹏:微型直线伺服驱动器的内部集成了电机、减速器、传感器以及闭环控制系统。作为机器人的核心灵魂,微型直线伺服驱动器特点在于体积小(壳体总长度约为60mm,重量约为20g)、精度高(指尖重复定位的精度达到±0.02mm)以及功率大(最大推力达到70N)。

以机器人灵巧手为例,它采用了创新型直线驱动设计,内部集成了6个微型直线伺服驱动器和5个压力传感器,可精准模拟人手实现精准的抓取动作,进而应用于服务机器人、假肢、教育科研等领域。

其中需要着重说明的是,缘由眼下大多数厂家采用的是线传动方案,在精度上无法把控,这也是因时的优势之一。另外一方面,也是用户在使用过程中比较关心的一个问题,即手指是否带力传感器或者说是力控功能进而感知力的大小。举个简单的例子,当抓取轻的东西可以用相对较轻的力,抓取重的东西可以调用大的力。这就要涉及到装配力传感器,一般来说,如果将传感器贴在指尖上面则成本比较高,因时在这方面采取了比较讨巧的方法,通过直线驱动设计,不论机器在什么位置承受到力的作用,都会通过这套肌肉系统传递回来。

钛媒体:在制造微型直线伺服驱动器遇到过哪些困难?

蔡颖鹏:第一,有很多常规的工业视图算法无法适用,其中涉及到传感器不支持、精度不够以及运算量太大等诸多问题,所以在这里只能说对算法做一些适配性的改良,但这种改良仍局限于理论上的研究验证;第二,不断的调试伴生了巨大的工作量。

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