丰田: 传统汽车厂商的“机器人梦”

2018-05-14 10:55刘京运
机器人产业 2018年5期
关键词:丰田机器人患者

刘京运

不觉间,曾经的光辉岁月已经成为了谈笑间的往事,如今的传统汽车厂商脸上浮现出了越来越多的焦虑。随着算力、算法、数据的不断提升与完善,以及硬件性能、成本的快速优化与降低,一批正在崛起的造车新势力试图在未来市场中分得一份“蛋糕”,而造车领域的“前辈们”也正在向智能科技领域积极拓展业务,希望通过构建更加全面的产业链网络来激发内在的崭新活力,丰田就是其中的一个代表。

智能化、电动化、网联化、共享化被认为是未来汽车的发展趋势,这“四化”的提出打破了造车行业的高门槛,使得老牌车厂在过去漫长岁月中积累的技术优势被迅速拉低。以互联网企业与新兴创业公司为代表的新造车势力敏锐地察觉到了新一轮“风口”的出现,并且快速在远程操控和自动驾驶等多个领域展开布局,希望借助第四次工业革命浪潮的机遇,与传统造车势力站在同一起跑线进行角逐。

作为世界上最大的汽车公司,丰田(TOYOTA)这一品牌可谓家喻户晓。早年间,在互联网还没有广泛普及的时候,电视荧幕中播放的一部名为《头文字D》的动漫便在无数青年人心中种下了赛车的梦想,后来这部动漫被改编为同名电影,一时间风靡全国,影片中男主人公驾驶的车辆一度成为了年轻人心目中的梦想座驾。

如今,这个叱咤风云的汽车厂商脸上流露出了日益明显的焦虑,面对新造车势力的重重“围剿”,丰田迫切需要采取新的手段来拓展自身的市场业务,在传统的产业生态中寻求新变量。

当然,在探索一个企业的未来之前,我们需要充分了解它的过去。

从自动织机走向发动机

丰田汽车公司的名字取自于其创始人丰田喜一郎的姓氏。丰田喜一郎出生于1894年,其父亲丰田佐吉发明了日本第一台自动织机,后经过一系列改进,使得日本当时的织机制造技术一度赶上世界领先水平,因此丰田佐吉也被外界视为“日本爱迪生”。或许是自幼受到父亲影响的缘故,丰田喜一郎对于科技研究有着一股与生俱来的“韧劲”。

丰田佐吉在1906年成立了丰田织机公司,当时丰田织机生产的棉布在中国拥有广泛的市场。丰田喜一郎作为家中长子,被其父亲视为自己事业的接班人。为了让丰田喜一郎具备更加丰富的知识储备,能够在未来更好地改进纺织工艺,壮大家族企业,丰田佐吉将丰田喜一郎送入了东京帝国大学(现更名为“东京大学”)工学系机械专业深造。大学毕业后,丰田喜一郎顺理成章地回到了父亲的企业,成为了一名机械师,经过在一线长达10年的锻炼,丰田喜一郎逐渐成长为一名主管技术的常务经理。在外人看来,丰田喜一郎按照这一趋势发展下去,本可以衣食无忧地度过自己的后半生,然而丰田喜一郎一直想凭借自己的努力成就一番新的事业。

经过漫长的研究与钻研,丰田喜一郎于1937年8月28日,在日本爱知县举田町创办了丰田汽车工业株式会社,彼时的丰田喜一郎已经43岁,然而他对于事业的追求却丝毫没有“褪色”。经过一番艰苦经营,丰田汽车逐渐得到了市场的认可,公司的经营状况也朝着良好态势发展。

在丰田汽车公司成立之初,美国通用汽车公司早已是当时汽车行业的翘楚,然而谁都没有想到后来的丰田会超越通用成为世界第一大汽车公司。

不止于造车

随着家用汽车的不断普及,人们对汽车装配工艺的精细化程度提出了越来越高的要求,与此同时,生产订单的快速增长也使得装配效率面临新的挑战,这一切都令传统的人工装配显得“力不从心”。为了更好地满足市场需求,高效、低成本地生产出符合质量预期的车辆,丰田汽车公司在上世纪七十年代便开始着手研发工业机器人。

不久后,工业机器人便在生产线中投入使用,其主要用途在于执行焊接和喷涂作业,此外,机器人还可以为装配工人递送所需工具或元器件,极大地提高了整车装配效率和质量。当机器人在工业生产环节发挥突出作用后,丰田汽车公司又将目标瞄准了服务场景。

伙伴机器人

2005年,丰田汽车公司提出了伙伴机器人技术理念,两年后,其在日本爱知县世博会上发布了伙伴机器人开发愿景,从此便开始了对伙伴机器人的快速研发。

丰田汽车公司已经发布的伙伴机器人主要有:Robina、Humanoid、协助步行机器人、协助护理机器人以及人类辅助机器人(HSR)。

2007年8月,丰田汽车公司推出了用于接待和引导工作的机器人Robina,该机器人拥有两条机械臂,机械臂末端装有灵活的手指,可以实现执笔写字。此外,它还拥有类似人脸的面容,可以与人类进行对话交流。在行进过程中,它可以识别道路上的障碍物,保障了安全性,未来有望在护理工作上大显身手。

2007年12月,丰田汽车公司对外展示了机器人Humanoid,它的外表酷似人类,而且能够依靠双足行走,灵巧的双手可以演奏小提琴,未来可以在医疗和护理领域发挥积极作用。

2011年,丰田汽车公司推出了协助步行机器人,它可以帮助一条因腿疾病而导致无法行走的人,重新站立行走。使用者可将该款机器人固定在腿部,从而借助它提供的支撑和辅助进行走动。协助步行机器人结构主体主要由碳纤维塑料等材料制成,既结实耐用又轻便靈活,降低了使用者的穿戴负担。

在协助步行机器人诞生的同一年,丰田汽车公司还推出了协助护理机器人。协助护理机器人主要用于帮助病人实现位置挪动。现实生活中,一些身患重疾的患者在移动位置时需要格外注意,以免大幅动作导致身体受伤,这不仅对护理人员提出了更高要求,更让患者自身承受了较大的心理负担。护理人员可以操控协助护理机器人的机械臂来固定患者,机械臂在触及患者时力度适中,不会使患者意外受伤。在移动过程中,患者的姿态会保持不变,并且在电动助力的协助下,护理人员在移动患者时不会感到吃力。

2015年7月,丰田汽车公司推出了人类辅助机器人,该款机器人拥有一个机械臂,机械臂末端装有机械手和真空吸盘,既可以捡起掉落在地面的瓶子等较大物品,也可以拾起照片等轻薄物品。此外,人类辅助机器人还实现了远程操控,用户可以在异地操控机器人,并且能够通过机器人搭载的显示器和摄像头,实现与机器人身旁的对象进行面对面交流。

更多研发仍在继续

上述5款机器人并不是丰田汽车公司在机器人领域的全部研究成果。2017年初,丰田汽车公司对外展示了其研发的辅助行走机器人Welwalk WW-1000,该款机器人拥有类似跑步机的主体机身和穿戴于使用者腿部的机器腿,主要用于帮助行走困难的患者进行康复训练。患者可以通过支撑设备站立在主机体上,其穿戴的机器腿可以帮助膝盖弯曲和伸张,Welwalk WW-1000搭载的传感器能够监测患者的行走状态,并据此调整练习模式以配合患者。借助Welwalk WW-1000,患者有望获得更好的针对性康复训练指导,从而早日回归健康生活。

2017年11月,丰田汽车公司发布了第三代人形机器人T-HR3,它可以在保持自身平衡的同时,同步模仿人类的一举一动。T-HR3高1.54米,重量约为75公斤,全身共有29处可动作部位,操作人员可坐在主操作台上,通过佩戴的数据设备对机器人下达动作指令,同时可以控制机器人四处走动。在此期间,机器人四周的环境可通过VR设备展现在操作人员面前。丰田方面表示,T-HR3未来将在家庭、医院等场景投入使用,甚至有望在外太空展開探索。

2016年10月,丰田汽车公司对外展示了一款小巧灵活的陪伴机器人KIROBO mini。KIROBO mini的大小与成年人的手掌相近,其外表类似卡通人物,全身黑白相间,胸前带有丰田LOGO,它能够与人自然交流,并不时带有“肢体语言”。此外,KIROBO mini可以通过摄像头获取人类表情,以此推断对方情绪,它还能够通过蓝牙与智能手机连接,以实现更多功能。

2017年10月,丰田汽车公司对外发布了“TOYOTA Concept-i”系列概念车,该系列概念车拥有自动驾驶功能,并且能够借助人工智能技术识别驾驶员的情绪,以此判断其偏好,从而提供全新的驾驶乐趣,为用户带来不一样的驾乘体验。

在2018年CES展上,丰田汽车公司对外展示了其最新研发的无人驾驶概念车e-palette,该款汽车将在2020年东京奥运会和残奥会上投入运营。e-palette以电为驱动能源,共有8个车轮,车身采用透明化设计,整体外观极具未来感,有望在未来得到广泛普及,为民众日常出行提供服务。

一系列机器人的诞生让外界看到了丰田汽车公司的技术积累与制造实力,未来,丰田汽车公司将把自己的机器人投入实际场景中,让机器人为社会作出更大贡献。

机器人研发的背后付出

每当有机器人新品问世时,丰田汽车公司都会获得全世界的瞩目,外界对于这个机器人领域非“科班出身”的新生充满了好奇,在好奇的背后也往往伴随美名与赞誉。然而,当风光褪去之后,我们更应该看到丰田汽车公司为研发机器人所付出的努力。

2015年11月,丰田汽车公司宣布成立丰田研究院(TRI,Toyota Research Institute),其总部设立在美国硅谷,另一个研发中心设立在麻省理工学院附近。丰田研究院于2016年1月正式开始运营,丰田汽车公司承诺向该研究院投入10亿美元资金,用于人工智能和机器人相关技术的研究。

2016年5月,有消息称丰田汽车公司对“网红”机器人公司Boston Dynamics的收购“已进入尾声”,尽管官方没有做出明确回应,但由此可以看出,丰田对于研发机器人有着执着的信念与充分的热情。

2016年9月,丰田研究院与美国非营利组织OSRF(Open Source Robotics Foundation)合作,成立了子公司OSRC(Open Source Robotics Corporation)。OSRC将对丰田研究院提供支撑,推动其在人工智能和机器人领域的研究进程。此外,丰田研究院还向OSRF提供了100万美元的资金,支持其在相关领域的活动开展,就在今年2月,丰田研究院再次向OSRF提供了资金支持,金额同样为100万美元。

2017年5月,丰田研究院与麻省理工学院媒体实验室以及另外5家公司合作,共同对区块链技术展开研究,尝试将该技术应用于无人驾驶汽车,从而为人们提供更加安全、高效、便捷的出行体验。

2017年11月,丰田研究院斥资1亿美元创建风险投资公司Toyota AI Ventures,主要面向人工智能、机器人、自动化及自动驾驶、数据和云技术等领域的初创公司提供融资支持,并提供相应的咨询和指导服务,从而结识、培养更多杰出科研人员,共同推动技术的发展与进步。

2018年6月,丰田与Aisin Seiki、Denso共同创建了新公司TRI-AD,总投资28亿美元。TRI-AD将加速丰田汽车公司在人工智能领域的研究进程,推动前沿技术落地,更充分地挖掘技术价值。

2018年8月,就在丰田汽车公司成立81周年之际,其对外宣布向美国硅谷科技公司Uber投资5亿美元,用于研究自动驾驶技术,未来还将把Uber的自动驾驶技术内置于Sienna小型货车。与此同时,丰田旗下Advics、Aisin Seiki、Denso和Jtekt四家公司发表联合声明称,将共同建立一家研发自动驾驶技术的合资公司,该公司计划于2019年3月正式成立。在短时间内面向同一领域动作频频,这在丰田汽车公司的发展进程中并不多见。

工业机器人、服务机器人、陪伴机器人、无人驾驶汽车……丰田很忙,忙着向前奔跑,在这场技术竞赛还没有分出胜负之前争取快一点,再快一点。

如今的丰田已过“耄耋”之年,然而它丝毫没有停下来松一口气,因为在新一轮声势浩荡的工业革命浪潮中,传统企业正逐渐感受到前所未有的压力。这是一个飞速发展的时代,身处其中的丰田正逐渐转变自己的姿态,它像一名谦卑的学者,在巩固自身优势学科的同时努力向“后辈”学习,在新时代再次书写新的辉煌。

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