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盡管運動(dòng)控制器需求增長(cháng)迅速，但即便到明年，整體市場(chǎng)規模仍不到 10 億元。] 高性能工業(yè)機器人作為核心裝備，一直被國外品牌壟斷，而運動(dòng)控制器的自主可控一直是國產(chǎn)機器人領(lǐng)域的一大痛點(diǎn)。 據羿戓制造所了解，日前，由實(shí)時(shí)俠智能控制技術(shù)有限公司（下稱(chēng)“實(shí)時(shí)俠”）研制的全球首款單芯片多軸驅控一體運動(dòng)控制器（簡(jiǎn)稱(chēng) SCIMC）完成了技術(shù)咨詢(xún)和技術(shù)驗證，即將在 8 月底舉行的上海世界人工智能大會(huì )（WAIC）上亮相發(fā)布。 這款產(chǎn)品將擺脫對英特爾 X86 處理器、微軟 Windows 操作系統的依賴(lài)，以完全獨立開(kāi)發(fā)的運動(dòng)規劃、電機控制、通信、應用軟件等 IP 模塊，真正實(shí)現自主可控技術(shù)，打破國外品牌長(cháng)期占據運動(dòng)控制器高端市場(chǎng)的格局。 智能制造的核心技術(shù) 凱文·凱利在《失控》一書(shū)中寫(xiě)道：“布魯克斯總結了設計移動(dòng)式機器人的五條經(jīng)驗，其中就包括傳感器和執行器的緊密耦合——要低級反射，不要高級思考�！睆娬{了感覺(jué)與控制的緊密耦合。 作為工業(yè)機器人當中的核心技術(shù)之一，運動(dòng)控制器在機器人的執行過(guò)程中起到控制機器人運動(dòng)的關(guān)鍵作用，被稱(chēng)為制造裝備的“心臟”和“大腦”，是“智能制造”的基礎，也是連接“智能”與“制造”的橋梁。 作為我國亟待攻克的 35 項核心技術(shù)之一，工信部將控制器列為我國需要著(zhù)力補齊的關(guān)鍵技術(shù)短板之一，納入《工業(yè)強基工程實(shí)施指南（2016-2020）》“一條龍”應用計劃。 機械工程專(zhuān)家譚健榮院士也表示：“機器人引領(lǐng)智能制造，核心控制器是機器人的核心技術(shù)之一，是中國最需要突破的領(lǐng)域�！� 不過(guò)目前運動(dòng)控制器領(lǐng)域仍由來(lái)自德國、日本的巨頭占據主要市場(chǎng)，其中包括德國倍福、西門(mén)子、庫卡，日本的三菱、發(fā)那科等，國產(chǎn)技術(shù)與國外高端產(chǎn)品差距仍然很大，導致國產(chǎn)機器人穩定性不佳，準確度不高，故障率居高不下。 在這樣的背景下，今年上海提出的《上海市智能制造三年行動(dòng)計劃》中，明確提到聚焦智能制造應用端，推進(jìn)重點(diǎn)行業(yè)的智能化升級轉型；著(zhù)力攻克一批“卡脖子”的核心零部件和關(guān)鍵技術(shù)裝備，并著(zhù)力培育一批智能制造獨角獸、隱形冠軍企業(yè)；創(chuàng )新推動(dòng) 5G、人工智能和大數據在智能制造中的深度應用，創(chuàng )新長(cháng)三角智能制造協(xié)同發(fā)展機制，創(chuàng )新智能制造應用機制、政策的支持重點(diǎn)和支持方式。 實(shí)時(shí)俠就是一家誕生在上海漕河涇華鑫天地智慧園區的上海本土創(chuàng )業(yè)公司。公司創(chuàng )始人、董事長(cháng)蔣耀對記者表示：“運動(dòng)控制器是基礎性、共性技術(shù)，對智能制造，國家產(chǎn)業(yè)競爭力、產(chǎn)業(yè)安全有不可替代的作用，這與舉國關(guān)注芯片自主可控是一樣的。中國在裝備工業(yè)對發(fā)達國家的依賴(lài)同樣非常嚴重，容易被‘卡住脖子’�！� 擺脫工業(yè)總線(xiàn)的束縛 隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和完善，實(shí)時(shí)俠敏銳地洞察到了芯片技術(shù)的進(jìn)步以及可能對運動(dòng)控制領(lǐng)域產(chǎn)生的顛覆性影響，開(kāi)始嘗試利用 SOC-FPGA 芯片進(jìn)行運動(dòng)規劃與多軸電機控制的單芯片集中控制，這能夠使運行復雜算法的控制器的成本大幅降低。而這些算法對機械的運動(dòng)學(xué)建模和需要以精確的方式移動(dòng)的電機控制信號是很有必要的。 蔣耀向記者介紹道，過(guò)去借助于工業(yè)總線(xiàn)，運動(dòng)規劃和電機控制之間的交互信息變得越來(lái)越多，可以支持更加復雜的算法，這使得機器人的速度、精度和穩定性有了很大的提升。但是工業(yè)總線(xiàn)的瓶頸也逐漸明顯，比如帶寬、絕對延遲以及多節點(diǎn)之間的同步性等。這些瓶頸制約了機器人性能的進(jìn)一步提升，也抑制了業(yè)界對于需要更加大量數據交互才能完成的控制策略的想象空間。 如何擺脫對工業(yè)總線(xiàn)的束縛，同時(shí)不再依賴(lài)于英特爾 X86 控制器和微軟的 Windows 操作系統？早在 2015 年蔣耀就開(kāi)始思考這個(gè)問(wèn)題，并著(zhù)手組建團隊自主研發(fā)技術(shù)可控的運動(dòng)控制器。 歷時(shí)四年研發(fā)，投入上億資金，實(shí)時(shí)俠團隊通過(guò)不斷的技術(shù)驗證打造出這款全球首款單芯片多軸驅控一體運動(dòng)控制器，并開(kāi)發(fā)了一款桌面型的六軸工業(yè)機器人 RitimemanP7A 對其進(jìn)行性能的測試，對標德國庫卡 KR6 機器人。根據今年 7 月國家認證機構發(fā)布的性能檢測報告，P7A 的技術(shù)指標已經(jīng)全面趕超了庫卡 KR6。 與達到同等性能的工業(yè)機器人相比，實(shí)時(shí)俠的運動(dòng)控制器具有體積小、重量輕、功耗低等特點(diǎn)，并能夠廣泛應用于電動(dòng)汽車(chē)輪轂電機、無(wú)人機、多軸加工中心、外骨骼動(dòng)力裝甲和柔性手抓等領(lǐng)域。 在國際上，運動(dòng)控制器的應用場(chǎng)景已經(jīng)開(kāi)始拓寬邊界。 早在 2016 年，由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院組織的一個(gè)比賽中，冰島主動(dòng)修復技術(shù)制造商 ssur 開(kāi)發(fā)的第一個(gè)用于批量生產(chǎn)的、具有電動(dòng)膝蓋和踝關(guān)節的假肢正式亮相，該先進(jìn)假肢為嵌入式運動(dòng)控制器如何加速創(chuàng )新機電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)真實(shí)案例。未來(lái)，運動(dòng)控制器在包括消費、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、醫療、辦公等更加廣泛的領(lǐng)域將開(kāi)拓應用市場(chǎng)。 不過(guò)需要指出的是，盡管運動(dòng)控制器需求增長(cháng)迅速，但即便到明年，整體市場(chǎng)規模仍不到 10 億元。相比之下，中國的自動(dòng)化及工業(yè)控制市場(chǎng)規模已經(jīng)接近 2000 億。根據工信部的規劃，到 2020 年，將我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)培育成為具有國際競爭力的先導產(chǎn)業(yè)，建立完善的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售將超過(guò) 3 萬(wàn)億元。 不過(guò)國內的工業(yè)控制市場(chǎng)中，國外品牌企業(yè)仍占據高端市場(chǎng)，國內企業(yè)定位于中低端市場(chǎng)。對此，實(shí)時(shí)俠總經(jīng)理賀巖對記者表示，實(shí)時(shí)俠即將發(fā)布的這款運動(dòng)控制器瞄準的是國內的中高端市場(chǎng)，但是性?xún)r(jià)比遠高于國外的競爭對手，如果大規模量產(chǎn)，價(jià)格可以達到國際同類(lèi)產(chǎn)品的一半。 幫助人工智能落地 更大的市場(chǎng)需求來(lái)自于未來(lái)的服務(wù)機器人領(lǐng)域。 近日，加州大學(xué)伯克利分校研發(fā)出一款新型機器人 Blue，可以完成洗碗、疊衣服、收拾房間等動(dòng)作。相比工業(yè)機器人所能達到的精度，Blue 的工作要簡(jiǎn)單很多。
據羿戓信息所了解，Blue 機器人手臂材料成本就要 3000 美元，但一旦大規模量產(chǎn)后，其售價(jià)可以控制在 5000 美元，可以完成比較簡(jiǎn)單的任務(wù)�！斑@款機器人的設計理念是，未來(lái)機器人將被使用視覺(jué)反饋和力反饋的人工智能系統，實(shí)現更加智能的控制，就像人類(lèi)控制自己的手臂一樣�！笔Y耀對記者表示，“這也是我們未來(lái)的服務(wù)機器人努力的方向�！� 賀巖告訴記者，實(shí)時(shí)俠基于現有的控制系統開(kāi)發(fā)基礎視覺(jué)功能和力覺(jué)功能，并且提出了全新的單芯片“驅、控、感”一體的運動(dòng)控制器，進(jìn)一步融合感覺(jué)與控制，使機器人更加聰明、反應更快。 “大腦是做決策的，小腦是做執行的。我們希望通過(guò)這一‘驅、控、感’一體的運動(dòng)控制器來(lái)實(shí)現類(lèi)似于人類(lèi)小腦的功能，幫助人工智能更好地落地�！睂�(shí)時(shí)俠副總經(jīng)理唐文彬博士對記者表示。
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