Erster Forum für Schwerlastroboter des Blue-Orange-Labors: Die Intelligenz von Industrierobotern steht immer noch vor drei großen Herausforderungen und wird nicht vollständig durch humanoide Roboter ersetzt.

Autor | Huang Nan

Redakteur | Yuan Silai

Im Zeitalter der Large Language Models erlebt der Bereich der Industrieroboter eine weitere Runde von Überlegungen und Veränderungen.

Vor kurzem fand in Foshan das erste akademische Forum für Schwerlastroboter statt, das vom nationalen Technologie- und Innovationsplattform Blau-Orange-Laboratorium organisiert wurde. Rund um Themen wie die Anwendung von Technologie- und Ausrüstung in der Industrierobotik, die Erkundung der Intelligenz und die Integration von Large Language Models führten mehrere Branchenexperten eingehende Diskussionen durch.

Das Blau-Orange-Laboratorium ist ein nationales Schlüssellaboratorium für Schwerlastroboter, das von der Midea Group im Jahr 2022 gegründet wurde. Es konzentriert sich auf Schlüsselbereiche wie Kernkomponenten von Robotern, Ganzmaschinen-Design, intelligente Steuerung und intelligente Anwendungen.

Hochrangige Diskussion

Schwerlastroboter als eine Richtung im Bereich der Industrierobotik werden mit der Transformation der Hochtechnologiefertigung hin zu robotisierten Anlagen zu einer Schlüsselkomponente für die flexible und intelligente industrielle Fertigung in mehreren Branchen. Die Marktnachfrage steigt sprunghaft. Technologieunternehmen wie Midea haben in den letzten Jahren ihre Präsenz in diesem Bereich kontinuierlich erweitert und auch einige Fortschritte erzielt.

Als flexibles Mehrkörpersystem muss der Schwerlastroboterarm bei hoher Geschwindigkeit und Schwerlast einen höheren Wiederholpositioniergenauigkeit erreichen. In einigen Szenarien sind auch absolute Positioniergenauigkeit und Bahngenauigkeit erforderlich.

Chen Wenjie, stellvertretender Direktor des Blau-Orange-Laboratoriums von Midea, hat darauf hingewiesen, dass die gegenwärtigen Schwerlastroboter für Bearbeitungsszenarien einen sprunghaften Anstieg in Steifigkeit und Genauigkeit erreichen müssen. Das heißt, die Steifigkeit am Ende der Ganzmaschine muss um das 3- bis 5-fache erhöht werden, und die absolute Genauigkeit unter Last muss ebenfalls synchron gesteigert werden.

Um dieses Ziel zu erreichen, hat das Blau-Orange-Laboratorium basierend auf dem V-förmigen Modell-Entwicklungsprozess über eine Vorwärts-Entwurfs-Simulationsplattform eine Optimierung für die Anforderungen der Anwendungsfälle vorgenommen. Es hat eine Topologievorstellung für Schwerlastroboter und ein Design für die Antriebskette vorgeschlagen, die einen sprunghaften Anstieg in Genauigkeit und Steifigkeit ermöglichen.

Seit der Übernahme der Kuka AG im Jahr 2017 hat sich Midea darauf konzentriert, die "Halsabschneide"-Probleme der Kernkomponenten von Schwerlast-Industrierobotern zu lösen und die Integration in vertikalen Bereichen voranzutreiben. Derzeit hat der Schwerlastroboter von Midea Kuka bereits einen Marktanteil von 41,5 % erreicht und hat eine absolute Marktposition in der Branche.

Darüber hinaus hat Midea auch kollaborative Roboter wie siebenachsige kollaborative Roboter entwickelt. Ihre Genauigkeit und Kollaborationsfähigkeit sind im Vergleich zu früheren Modellen stärker, und sie werden bereits in vielen Bereichen wie Industrie, Medizin und Konsumelektronik weit verbreitet eingesetzt.

Laut offiziellen Daten hat der Geschäftseinnahmen des Robotik- und Automatisierungssegments von Midea im Jahr 2024 die Marke von 30 Milliarden Yuan überschritten. Das Unternehmen verfügt über Marken wie Kuka, Swisslog, Delta Tau und GEA Precision Machinery und hat eine vollständige Abdeckung von Kernkomponenten bis hin zu Gesamtlösungen, von Hardwaregeräten bis hin zu intelligenten Systemen erreicht. Es ist bereits eines der weltweit vier größten Hersteller von Industrierobotern.

Heutzutage betrachtet die Mehrheit die Industrieroboter als eher traditionelle Industrie. Tatsächlich kann mit der Integration von KI-Technologie und Hardware in der bestehenden Rahmenstruktur das Large Language Model die manuelle Programmierung ersetzen. Die Flexibilität, Programmierbarkeit und Intelligenz der Industrieroboter werden verbessert, und die Produktivität und Qualität steigen ebenfalls.

"Genau wie beim autonomen Fahren können Roboter mit Hilfe von Embodied AI und Large Language Models die Fähigkeit zur autonomen Bedienung und zum Lernen erwerben und Fertigungsprozesse und Bedienaufgaben in der industriellen Fertigungsumgebung ausführen." sagte Zhang Hui, Cheftechnologiewissenschaftler der Midea Kuka Gruppe.

Allerdings haben Industrieroboter auch ihre Grenzen. Derzeit neigen sie eher zu industriellen Geräten und weisen noch einen großen Unterschied zur menschlichen Intelligenz auf. Chen Heping, Professor an der Universität Hongkong, hat darauf hingewiesen: "Roboter in der neuen Ära stehen vor drei Herausforderungen: intelligente Programmierung, intelligente Herausforderungen und Mensch-Roboter-Kollaboration. Derzeit sind Roboter nur selten in einen Prozessschleifen integriert, während Menschen ihre Fähigkeiten durch die Schleife ständig verbessern können."

Chen Heping ist der Meinung, dass die zukünftige Entwicklung von Industrierobotern ihre Leistung in Bezug auf die Intelligenz verbessern muss. Obwohl humanoide Roboter viel Aufmerksamkeit erregen und große Investitionen erhalten, hängt ihre Entwicklung eng mit den Anwendungsfällen zusammen. Verschiedene Formen von Robotern wie Zweirarmsroboter, Zweibeinroboter und Mobilroboter haben jeweils ihre eigenen Anwendungsfälle. Industrieroboter haben weiterhin ihre unverzichtbare Position und werden nicht vollständig von humanoiden Robotern ersetzt.

Zheng Feng, stellvertretender Direktor des Robotik-Forschungsinstituts der Southern University of Science and Technology, hat ebenfalls angegeben, dass obwohl Embodied AI sich schnell entwickelt, in komplexen, hochpräzisen und hochintensiven Szenarien wie der industriellen Fertigung traditionelle Industrieroboter mit Algorithmen, die von Fachwissen angetrieben werden, einen Vorteil haben, da es in diesen Szenarien schwierig ist, große Datenmengen für das Training von Modellen zu erhalten.

Laut dem "World Robotics Report 2024" der IFR belief sich die Anzahl der installierten Industrieroboter in China im Jahr 2023 auf 276.000, was 51 % der globalen Installationszahl ausmacht. Die Anzahl der in Betrieb befindlichen Industrieroboter in China liegt bei fast 1,8 Millionen. China ist das erste und einzige Land weltweit, das über eine so große Anzahl von Industrierobotern verfügt.

Industrieroboter wurden entwickelt, um bestimmte Probleme zu lösen, und die Methoden und Werkzeuge zur Problemlösung werden ständig aktualisiert. Im Prozess der Entwicklung von Maschinen zu Menschen führt die Aktualisierung der Methoden dazu, dass neue Probleme ständig gelöst werden, und neue Formen entstehen auch.

Bei der Erkundung neuer Entwicklungspfade im Zeitalter der Large Language Models ist es nicht entscheidend, ob es sich um humanoide Roboter handelt. Wichtig ist, dass die Industrieroboter ständig voranschreiten und mehr Möglichkeiten für den industriellen Bereich bieten.