靈巧取物、快速運送可兼顧!Fetch Robotics 發表能「協力合作」的倉儲搬運機器人組合

 

 

矽谷新創機器人公司 Fetch Robotics 近期推出能「協力合作」的倉儲搬運機器人組合:自走式機械手臂(mobile manipulator,或譯「移動式機械臂」) Fetch 與搬運基座車 Freight,強調結合兩者在物流上「靈巧取物」與「快速運送」的優勢;這項產品獲日本軟體銀行集團(SoftBank)青睞,在 A 輪募資就挹注了 2,000 萬美元(約合新臺幣 6 億 2184 萬元)的巨額資金。

 

2015 年 2 月初才剛在美國加州矽谷正式宣布成立的 Fetch Robotics,其實來頭不小:它的前身是 Willow Garage 的分拆公司—— Unbounded Robotics。在業內大名鼎鼎的 Willow Garage 打造了目前市面上最聰明能幹的研究型移動操作機器人 PR2(想看科學家在實驗室裡教 PR2 機器人泡拿鐵摺毛巾的說明與影片,請點前方連結),而 Unbounded Robotics 在 2014 年 8 月因 A 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。

 

這一回,Fetch Robotics 的研發團隊運用他們過去在移動式機械臂上的專業經驗,試圖解決長久以來此類商用物流機器人「手臂靈活度」與「運輸速度」魚與熊掌不可兼得的問題。

 

 

 

 

 

 

在幅員廣大的零售商倉庫中,究竟該如何精準揀貨、送到指定的包裝寄送單位?這對各大電子商業公司如 Google Express、eBay Now,都是個令人頭痛的問題。過去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。

 

這一類的自動化嘗試,目前以美國電商巨擘亞馬遜的橘色 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第一屆「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 & Freight from Fetch Robotics on Vimeo.

 

 

 

Fetch 機器人的頭部安裝了 PrimeSense 3D 感應器,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。

 

 

 

Follow Pick from Fetch Robotics on Vimeo.

 

 

 

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。

 

 

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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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