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日本人让跪着就没有多少机器人敢站着?中国机器人怎能受制于人

人工智能
量天
2019年1月17日
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【摘要】:
如今,中国的机器人产业已经取得了极其耀眼的进步,但与德日等工业强国相比还是有很大的差距,其中就有一个关键因素

在减速器行业有一句话,叫做日本人让跪着就没有多少机器人敢站着。

如今,虽然中国的机器人产业已经取得了极其耀眼的进步,但与德日等工业强国相比还是有很大的差距,其中就有一个关键因素——精密减速机。中国与国外企业的水平差距究竟有多大?中国企业该如何赶超国外企业?这个产业究竟有没有投资的必要?

12月17日,中国精密减速机先锋企业——爱磁科技(深圳)科技有限公司的CEO,凌子龙先生做客墨客星球,为我们回答了以上疑问。

日本人让跪着就没有多少机器人敢站着?

整个采访过程中,凌总都对行业前景保持着非常热情与积极的态度。在他看来,中国与国外企业在技术层面上虽然还有一定差距,但随着国家对行业的支持力度越来越强,他敢断言:机器人产业的未来不需期许,因为它一定会来。

——首先我们想请您先帮我们科普一下,中国的机器人产业与欧美日之间的差距到底有多大?差距具体差到哪些地方?

凌子龙:如果从整个机器人行业讲,中国跟欧美企业之间的差距,更多是在掌控核心零部件的核心技术,以及一些技术细节上。国内这几年,出了像是中国制造2025这种发展规划,说明机器人行业已经被定位为非常重要的国家资助的方向。但是我们的工业技术基础,相对于欧美国家和日本还是有一定的差距。无论是从材料上,还是设备上,有很大一部分还是依赖进口。

比如我所在的减速机行业,最典型的就是会运用大量进口设备来生产国产减速机,这是个非常奇怪的现象。不过以中国现在的政策力度,还有很多国内企业在往机器人行业转型,我相信这个差距会越来越小。

——现在减速机在机器人行业内是什么样的地位?什么是减速机?它为什么如此重要?

凌子龙:减速机是机器人的关节。从原理上来说,它就是一个杠杆。它会把电机的速度降低,把力量放大,这样就能用更小的电机来实现动作。因为电机通常速度是三千转,但是机器人的关节不可能达到这么高的速度,所以我们要用更小的电机,通过减速机来实现减轻机器人的肢体体积和重量,从而达到更好的力的效果。

日本人让跪着就没有多少机器人敢站着?

同时,减速机又能增加控制精度。我们可以控制一个电机转多少,比如控制它转一圈,半圈或者更少。经过一比一百,一比两百这样的减速之后,你对电机的控制精度就更大了,这样机器人就会表现出更高的精度。这也是为什么减速机对机器人如此重要的原因。

其实减速机不只是机器人行业在用,很多其他行业也在用。比如在矿山磨碎石头的时候,电机会通过一个大型减速机来实现比较慢的研磨器来磨石头。但是机器人行业要的减速机更看重精度,所以这类减速机又叫精密减速机。精密减速机对机器人非常重要,占到成本的30%到40%。

目前机器人如果想实现多关节运动,主要就是依靠精密减速机,而多关节运动机器人是目前行业里的主流。虽然还有依靠地表或者雷达行走的机器人,或者其他特种机器人,但多关节运动还是行业主流。

——以机器视觉为代表的人工智能技术的发展,是否会使得未来减速器可以不用太精密?直接用人工智能技术补偿就行了?

凌子龙:现在的机器视觉确实在技术层面上有非常好的发展,技术程度越来越高,但是在肢体控制方面,无论你通过什么方式都没有办法补偿「缝隙」。打个比方来说,我们有个空盒子,里面装了一粒药片。如果你只能拿到盒子,拿不到药片,那你无论如何都没有办法精确控制那粒药片。药片还是会松动,或者在里面响动。

不使用精密减速机的另一个代价就是「震动」。我们看到的所有玩具型机器人,比如跳舞机器人、搏斗机器人,它们在运动状态中会产生震颤。一旦它产生震颤,它就会有很多动作没有办法完成,比如把你想要的东西拿给你,或者是触碰到那个物体。同时在这个过程中,还会带来很多磨损。人工智能技术可以补偿一部分,但是实现出来的效果和精密减速机还是会差很多。

日本人让跪着就没有多少机器人敢站着?

人工肌肉的到来倒是有望可以淘汰减速机,但是那个时代还有多远,这条路能不能走下去,现在都无法定论。今天很多实验室里已经实现了人工肌肉,它是仿照人体的骨骼结构,对不同的肌肉通不同的电压,通过收缩来实现动作。但是这对力度、精度的控制要求都非常高,目前还不可行。随着技术的发展,这条路到底会怎么样,都不好说。

所以至少以十年为期来看的话,精密减速机依然是实现多关节运动的唯一主流方式。

——目前主要有哪些国家或者厂商生产减速机?国内最近几年其实也出来了很多减速机相关的企业,包括秦川机床等等。目前这些国内的减速机跟国外差距还有多大?差距主要在哪些方面?是否有量化指标?

凌子龙:目前减速机行业最具代表性的国际厂商就是做谐波减速机的“哈默纳科”,还有做RV减速机的“纳博特斯克”,两家都是日本的厂商。国内像是“秦川机床”、“苏州绿的”、“南通振康”、还有“大族减速机”都做的很不错。但是国内对减速机的品质控制和精度控制,与日本的两家老厂商相比还是有很大的差距。

虽然国内企业对减速机的成本控制的比较好,售价相比日本减速机有大概30%左右的降低,但是在精度寿命这方面差距非常大。为什么会有这么大的差距呢?我认为主要原因在于加工工艺和材料的热处理工艺方面,尤其是热处理工艺,这个属于各种金属加工企业非常重视的部分。热处理工艺直接决定了减速机的耐磨性能,一旦磨损,就会造成精度寿命的下降。

我们知道零件之间不可能不产生磨损,但是磨损之后它就失去了精度。传统的RV和谐波减速机都是靠零件的加工精度来实现减速机的精密度,换句话说,就是它们运行的时候齿轮和齿轮之间的缝隙非常少。如果国内的企业能够找到更好的材料和更好的热处理工艺,能够保证减速机的精度寿命,又能保证稳定性,那么我们国内减速机,至少在RV减速机和谐波减速机这两大领域会取得长足的进步。

还有一个很大的问题,那就是我们国产减速机的企业,它的核心加工设备依然依赖进口,这是非常严重的问题。这就等于企业中大部分利润都用来买设备了,而这些设备的利润又回到它的生产国家,像是德国、日本、美国这样的国家去了。如果不能绕开这个精密加工的问题,不能绕开现在减速机对设备的要求,那就没有办法降低减速机的成本。

日本人让跪着就没有多少机器人敢站着?

——那么爱磁科技计划如何弯道超车呢?同时也请介绍一下爱磁科技目前的产品以及优缺点和适用领域,爱磁科技的产品可以用于工业级应用了吗?

凌子龙:我们爱磁科技的想法,是采用新的构架。首先要打破当前RV和谐波两种减速机的构架,RV减速机是1926年发明出来的,谐波减速机则是1955年,它们已经很多年没有发生构架的大幅变革了。我们现在就要打破这个构架,在新的构架下,降低对零件的精度要求。换句话说,就是在实现精度更好,至少不变的前提下,降低零件的精度要求,这样才能更好的实现减速机成本的下降。经过几年的研发,目前我们已经有两套方案,等于有了两个新的减速机构架。

第一个是已经公之于众,并且市场上也有销售的「双蜗轮共轭的减速机架构」。这个构件特别适合小尺寸,末端关节、小负载的机器人以及桌面机器人。它可以应用于工业,比如一些要求精度高又负载小的工业,也可以应用于医疗、生物这类负载要求低的场景。我们的这个构架成本比较低,只有传统减速机的20%左右。生产投入也比较小,不太需要特别高级的设备,很多国产设备就可以把它的零件都加工出来,并且也可以满足它的精度要求。

第二个是今年10月我们布局的新的谐波减速机构架,这种新的构架有望使现在的谐波减速机精度寿命提高一倍,甚至更多,成本也会有所下降。

日本人让跪着就没有多少机器人敢站着?

——中国很长一段时间的投资热点都是跟互联网相关,比如网约车、共享单车、人工智能、区块链等等,你如何看待实体产业创新长期不热这种现象?

凌子龙:我觉得的这和一个国家的节奏有关。中国最近十几年是一个高速发展的状态,别说投资,就连一个普通老百姓,他持有一辆车、一套住房的时间,都比欧美、日本这种发达国家的人要短。因为我们倾向于快速的迭代变革,所以我们的资本也快,资本方都希望一个项目能快速开发结果,然后马上进入下一个项目。

实体产业的发展速度其实不如互联网产业,因为实体产业往往要经济产能建设的过程,要经历下游客户认同的过程等等,所以实体产业的回报周期不可能快,这是问题的核心。

相比于网约车、共享单车、区块链,速度上的差距是很明显的,但是经历了前段时间共享单车企业的状况,经历了比特币的暴跌,相信整个投资热点会有转移。特别是很多人说最近两年是“资本寒冬”,变得比较艰难,大家投资也比较谨慎,所以我想人们对一些击鼓传花的项目也会变得比较警惕。

实体产业的好处就是风险比较低,如果真的有创新,有技术专利在手,风险就会变得非常低。区别只会在于,经营得好就发展快一点,经营不好就发展慢一点。尤其是机器行业,机器行业不像电子行业变革那么快,每一次变革可能都会有十几二十年的时间,这段期间行业会处于专利保护的优势地位。所以投资实体产业其实最稳定,回报率也非常高,只是需要的持有时间比较长。

——对于想在实体产业进行创业的创业者,您有什么样的建议?同时,对政府政策方面,又有哪些期许?

凌子龙:其实我也只能算是一个创业者,还在创业中努力挣扎,所以我说说自己的感悟。我认为主要有三点:

第一点,是要找到一个大方向足够正确、跑道足够长的项目。因为实体产业本身发展速度就慢,很难快速地崛起,然后快速脱身。既然你决定扎进去,你就要花时间在这个行业里深耕,才能真正得到行业的认可。所以你需要一条足够长的跑道,给你这样的时间和机会。如果你要做一个项目,你就要想未来几年市场是否接受这个项目,不要做昙花一现的项目,暂时红一下,却无法实现长期刚需,这种项目风险会比较大。

第二点,就是要做到足够细、足够小、足够专。其实实体产业足够庞大,虽然那些互联网企业可能规模很庞大,估值很高,成长很快,但是整个社会的基础还是实体产业。而且实体产业利润率足够高,只要你把项目做精做专,能够在一个细分类目占据一定的市场,这就是一个非常了不起的成就。

第三点,就是要强壁垒。无论你是有专利技术,保密技术,又或是你在行业里有什么特殊资源,你的壁垒一定要足够强。因为你这么长的跑道,如果你的壁垒不抢,你很容易被半路中杀出来的程咬金干掉。所以你要有一个非常强的壁垒,有某一方面的优势,保证自己能持续地在跑道上跑下去,这样你才能走向成功。

对于政府政策的期许,其实我觉得中国对机器人行业的支持越来越强,每年都有新的政策,每年都在变好。所以我觉得不需要期许,因为事实已经摆在那里,我能看见,未来一定会来。