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[创青春]阿泰因:让“社会服务机器人”服务千家万户

2016年11月07日 16:53:00 来源: 电子科技大学 作者: 字号:TT

编者按:11月15日-20日,2016年“创青春”全国大学生创业大赛三项主体赛事终审决赛将在电子科技大学举行。经过校赛、省赛、全国复赛选拔,共有来自全国31个省市自治区,香港、澳门特别行政区,美国、德国、以色列、波兰、日本、韩国等国内外高校的400余件作品入围终审决赛。

电子科技大学此次共有6支斩获四川省赛金奖的学生团队成功晋级全国终审决赛。在这一国内规模最大、影响最广的大学生创业赛事的舞台上,他们将与来自国内外的各路高手“对决”,一展成电学子的风采。电子科技大学新闻中心将陆续推出电子科技大学6支参赛团队的专访。本期,带领大家了解入围创业计划竞赛决赛的“阿泰因”机器人智能装备有限公司。

“阿尔法狗”(AlphaGo)战胜世界顶尖棋手李世石的精彩“战例”,不仅在“人工智能”的发展史上留下了浓墨重彩的一笔,也在四川阿泰因机器人智能装备有限公司(简称“阿泰因”)团队成员、电子科大机械电子工程学院2016级硕士研究生徐源正的心里留下了深刻印象。

“总比分定格在4:1,标志着人工智能在此次人机围棋大战中的完胜,也让我们看到了以机器人为代表的人工智能领域具有广阔发展前景。”徐源正说,“‘战胜人类’只是一种夸张的说法,实际上,机器人可以在‘围棋’之外为人们的生活带来更多的服务。”

徐源正所在的“阿泰因”就有这样一个愿景:“让机器人惠及全社会,让智能走进千家万户——让世界简单高效”。目前,他参与研发的“自主导航的服务机器人”系列产品已经有多款实现了产业化。“让机器人走进千家万户,我们已经在路上!”徐源正说。

“阿泰因”团队合影.jpg 

“阿泰因”团队合影

朝阳行业  “社会机器人”迎来新曙光

徐源正于2012年考入电子科大,开始了对机器人的接触与研究。2015年,正值大三的他加入学校战功赫赫的机器人队,担任机械结构组组长。6月,机器人队夺得亚太大学生机器人大赛国内选拔赛冠军。

2016年,徐源正被保送读研,投师国家“青年拔尖人才支持计划”入选者彭倍教授门下,继续做机器人的研究与开发。相对而言,徐源正加入“阿泰因”团队算是比较晚的了,因为“阿泰因”早在2010年就已创立。在他加入进来之前,很多师兄师姐已经加入团队并做出了一定成果。但“赶得早不如赶得巧”,一步迈进蓬勃发展的机器人领域,徐源正觉得“这是十分正确的选择,现在开始做机器人也正逢其时。”

徐源正所说的“正逢其时”包含了对行业发展的判断以及对“阿泰因”发展基础的自信。从行业来看,我国的机器人研究和开发起步于20世纪70年代。经过30多年的发展,我国工业机器人的研究在基础技术、控制技术、关键元器件等方面都取得了重大进展,并已进入实用化阶段。但与国际机器人巨头相比,依然存在差距。而在异军突起的特种机器人和社会服务机器人领域,国内外几乎是处在同一个起跑线上,甚至国内更加具有比较优势。

在国内的特种机器人和社会服务机器人领域,电力公司的变电站、发电站,以及拥有数据中心或者机房的机构或者企业对安全生产机器人的需求,公安、监狱、司法等部门对公共安全机器人的需求,政府城市发展规划的相关部门和房地产开发商在智慧城市建设进程中对专业性机器人的需求,以及未来更为广阔的“To C”市场,都是亟待开垦的“处女地”。

“阿泰因”从2010年起就以智能服务机器人的创新、研发、销售和产业化为核心,先后研发了变电站智能巡检机器人、警用排爆机器人、安全生产巡检机器人等产品,并在智能电网、安全生产、公共安全、化工、机械制造等领域成功应用。

以巡检机器人为例,目前我国大概有3万多座变电站,其中只有50余座变电站拥有巡检机器人。而在国家智能电网的建设过程中,每年还将增加约1000座变电站。因此,仅变电站对巡检机器人的需求,就是一个十分巨大的数字。

因此徐源正认为,现在做机器人正处于“既有基础又有空间”的发展阶段。目前,“阿泰因”的目标客户主要包括政府部门、以国企为代表的大型企业和房地产公司等三大类。徐源正说,“以后当技术和市场相对成熟之后,普通家庭甚至个人对社会服务机器人的需求将被充分释放出来,那时候的市场规模我们现在是无法想象的,就像我们在几十年前不敢想象PC电脑和智能手机等移动终端的全面普及发展一样。”

市场痛点  “阿泰因”呼应社会四大需求

“阿泰因”对自己的目标市场有着清醒的认识,尤其是对于市场“痛点”的把握十分精准。公司认为,当下目标市场上有四大需求正在为“阿泰因”创造机遇,分别是节约劳动力成本的需求、确保安全的需求、促进健康的需求以及提升效率的需求。

“阿泰因”公司掠影.jpg

“阿泰因”公司掠影

首先,随着所谓“人口红利”的逐步消失,劳动力成本不断攀升给诸多行业带来压力,这也使机器人替代人工劳动成为需求“痛点”。其次,在制造业等很多行业,传统的人工发现潜在隐患的手段面临着不准确、不安全等诸多问题,也需要用机器人来替代作业。再次,在有毒气体环境、易爆环境等一些特殊工作环境中,健康问题也比较突出。而随着人们对健康问题越来越重视,相关的工作岗位可能越来越不被人们接受,亟需机器人填补空缺。另外,人工看守、检视、巡查等传统工作方式效率低下,并且具有相当的经验性。虽然现在辅助工具和设备变多了,但效率仍有待提高。

针对这四大需求,“阿泰因”已分别结合公共安全、智慧政府和安全生产设计生产了多款具有不同功能和特色的机器人,为政府量身打造了“反恐机器人”“监狱夜巡机器人”“司法协作机器人”,为“智慧城市”建设贴心设计了“地下管廊机器人”“餐厅服务机器人”“安保机器人”等,为安全生产领域设计了“电力巡检机器人”“机房巡检机器人”等。

以徐源正参与研制的“电力巡检机器人”为例,它包含“地面移动机器人”和“水下机器人”两个集群,是集智能机器人、可见光、红外热成像和多源信息融合技术于一体的移动式智能监测设备,可对运行中的变电站设备、开关柜、电缆隧道及发电厂有水区域自动巡检、识别设备缺陷、预警设备故障、查询与分析相关数据,并自动生成规定的巡检报表。

电力巡检机器人.jpg

电力巡检机器人

这个外形看起来像电影《机器人总动员》中的“瓦力”(Wall-e)一样的“电力巡检机器人”,具有无人值守、不停电、远距离、安全可靠、检测精度高、不排水等特点,是实现设备状态在线监测智能化的先进手段之一,对电站的测温数据准确性可达到100%。以前用人工方式对整个电站的设备进行红外测温并生成报告,需要两名工人各花费17个小时,如今,只需要2台巡检机器人即可在30分钟内完成工作。

徐源正说,电力巡检机器人不仅使工作效率急剧提高,工作成本也大幅锐减,市场应用潜力十分巨大。目前,“阿泰因”的电力巡检机器人等各类机器人,正在向具有上述四大需求的各行各业稳步迈进。以后,公司将紧密结合社会需求,并结合各个行业的具体特点,“量身打造”满足各种需求的机器人产品。

产品优势  优秀的团队成就过硬的实力

徐源正对“阿泰因”系列机器人产品的自信是有充分根据的。虽然随着服务机器人市场显露出勃勃生机,国际国内有一批专业机器人、服务机器人公司或者产品也相继出现,但“阿泰因”作为国内社会服务机器人的先行者,其产品的技术水准、种类丰富性等均有自身的特色和优势。

目前,“阿泰因”在技术研发团队方面,已经汇聚了一大批人才。除了国家“青年拔尖人才支持计划”入选者彭倍教授,团队还有来自美国匹茨堡大学博士后、国家“千人计划”入选者李康教授,来自英国格拉斯哥大学的博士生导师、IEEE/AIAA/ASME/IET会员陈益教授,以及高级工程师2人、博士研究生20人、硕士研究生15人。在徐源正加入团队前后,“阿泰因”团队已经在机器人研究方面打下了坚实的技术基础,拥有21项专利(包括9项发明专利和11项实用新型专利)和19项软件著作权。

夜巡机器人.JPG                              夜巡机器人          

司法服务机器人.JPG

司法服务机器人

机房巡检机器人.JPG

机房巡检机器人

同时,团队以电子科技大学为依托,并与四川省机械研究设计院、四川省科技厅、华西医学院、四川省电力科学研究院等建立了密切的合作关系,通过技术成果转让、合作项目开发、共建研究机构等多种形式开展产学研合作,形成了一个稳定、健康、高效的科技成果转化和全社会技术创新资源优化配置的渠道。

在这个强大的研发团队的努力下,“阿泰因”系列机器人在机械结构设计、操作系统、兼容性等方面均做出了自己的核心技术。“模块化设计”是“阿泰因”的一大亮点。他们将产品分为几个模块,每一部分具有独立功能并相互独立,其机械接口、电气接口、软件接口保持一致,从而降低了系统复杂度,便于设备的维护、更新、换代、系统集成以及售后服务。

在模块设计中,“阿泰因”大量利用已有的经过试验、生产和市场验证的模块,极大地降低设计风险,提高了产品的可靠性和设计质量;各个模块之间相互独立,从而使各个模块的设计研发可以并行进展,同时也使团队的分工更为明确,利于进行更为深入的专业化研究;利用已有成熟模块也可以大大缩短采购周期、物流周期和生产制造周期,从而减少产品上市时间,快速适应客户及市场需求的变化。

在操作系统方面,“阿泰因”主要采用LINUX内核,支持Ubuntu系统。这样做不仅占用资源小、节约硬件成本,而且可以兼容多种库函数,从而可以在ROS上自主开发、定义函数、形成自己的技术优势;其开源系统也便于研发人员互相交流,更加人性化的字符界面和图形界面便于研发人员进行开发。它还支持多种硬件平台、支持多处理器技术并行工作,从而使工作效率大大提升。

在制导方面,“阿泰因”采用基于KINECT的激光雷达导航方式。该技术主要应用KINECT 3D摄像机对机器人周边环境进行拍摄,经机器人内部程序进行图像处理后规划出机器人周边地图,从而使机器人大致判断出周边环境状况;再配合高精度激光雷达进行高频率实时扫描,对周边环境进行精确的分析,从而判断出目标距离、方位、高度、速度等,使机器人得到更精确的参数,进行精确自主导航避障。

在底盘设计上,“阿泰因”采用国产电机,自带编码器,采用虚码盘技术,通过获取电机编码器内部数据后进行软件算法处理,从而计算出机器人速度、加速度、相对于自身及周边环境的角速度,无需像传统机器人一样采用实际的硬件码盘,从而可以适应多种路况,使机器人用途更加广泛。

徐源正一直从事机器人的机械机构设计和产品外观设计。他说,“阿泰因”机器人的底盘还在机械及电气结构上采用模块化设计,留出硬件及软件接口,便于机器人集成其他模块,具有成本低、易维护更换、机动性强、便于系统集成、系统复杂度低等优点。

战略规划  “三步走”振兴国产机器人行业

一个新产品开始投放到市场,树立品牌是相当重要的。在“阿泰因”的初创期,它做到了又快又准地定位目标市场,快速拓展了市场份额。通过产品试用,它将产品广泛地提供给电站、政府、企业、地产等客户,收到了良好的口碑。它还为客户免费提供售后一站式服务,打开市场,塑造了良好的企业信誉。

进入市场并取得一定市场份额后,“阿泰因”在保持原客户数量的基础上,进一步扩大市场份额,通过建设系列产品、建立企业识别系统,将企业的理念与精神文化系统地传递到了公司内部和目标客户,同时结合目标客户的差异化需求,对产品进行差异化设计生产,建立品牌池,使不同定位的品牌和产品对应不同需求的客户,同时建立客户会员制度,牢牢抓紧了客户。

“阿泰因”多款产品被列入2016年成都地方名优产品推荐目录.jpeg

“阿泰因”多款产品被列入2016年成都地方名优产品推荐目录

“阿泰因”荣获四川省高新技术企业证书.jpg

“阿泰因”荣获四川省高新技术企业证书

经过6年时间的发展,“阿泰因”目前运营良好,并且已经初具规模,正迈入高速发展阶段。这是“阿泰因”的“第一步走”。徐源正介绍,目前公司依然处在占领市场的重要阶段,还需要进一步提升公司的知名度和市场认可度。尤其是要建立多元化的销售渠道,占领四川地区市场,初步探索周围省市市场,力争使市场销售收入在2017年达到每年4000万元。

未来五年,公司将进行“第二步走”,在完善技术研发和整个市场营销网络的基础上扩大生产规模,并实现以自主装配为主、外包为辅的生产战略。争取在2018年以四川省为中心,辐射式地进军周围省市;在2020年年底以前占领西南地区市场,打造区域品牌,进军全国市场,使销售收入达到每年7000万元。

同时,公司要进一步利用模块化的优势,实现产品的多元化发展,逐步拓展面向智慧城市建设的多款机器人,包括地下管廊机器人、安保机器人等;并加大研究力度,推出更多型号产品,初步探索面向家庭和个人的服务机器人,提出概念产品。

在“第三步走”的远景规划中,“阿泰因”的理想是:要在2020-2030年左右,根据公司情况和发展需求,实现主板上市;使公司成为行业的领头羊,大力开发面向家庭和个人的机器人;以专业服务机器人为基础,实现全国性扩张,参与全国甚至全球竞争;大力发展多机器人协同,实现智慧城市建设,让智能和机器人走进生活。

目前,作为四川省机器人产业联盟的核心成员单位,“阿泰因”已率先实现了集工程研发中心、产业供应配套、先进生产制造于一体,成为了“快速设计、快速制造”的标准化企业,为我国工业自动化水平的提高和丰富人们的社会生活贡献了自己的力量。相信在不久的将来,“阿泰因”能发展成为我国重要的机器人研发和产业化基地,引领中国智能服务机器人市场发展。

[责任编辑:朱艳艳]

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