機器人前瞻（公眾號：robot_pro）
編譯 |? 江宇
編輯 | ?漠影
機器人前瞻5月8日消息，亞馬遜宣布其“具備觸覺感知”的全新機器人Vulcan正式部署，通過融合人工智能與力反饋傳感器，Vulcan不僅能看，還能“摸”，具備類似人類的操作精度與感知能力，首次實現了亞馬遜倉庫中庫存補貨流程的自動化。
這一突破性進展被亞馬遜稱為“機器人技術的根本性飛躍”。
一、觸覺賦能下，Vulcan革新“人到貨”系統
亞馬遜倉庫中最經典的機器人應用之一，是基于Kiva機器人的“貨到人”（G2P）解決方案。
Kiva移動機器人將存有庫存的可移動貨架，運送至固定工位，由人工揀選員為特定客戶訂單挑選并分揀出單個物品。隨著時間推移，這些貨架上的庫存會被逐漸取空，需要重新補貨。
為實現補貨任務的自動化，亞馬遜研發了新型機器人Vulcan。
Vulcan能夠從混合堆料中抓取物品，并將其擺放至可移動貨架上。其獨特之處在于其在操作物品時，擁有更高的精度和靈巧性。
據亞馬遜介紹，Vulcan可處理大約75%的庫存物品，其機械臂末端工具和傳感器，可根據物體特性施加適當的力，從而勝任從小型電子產品到較大件商品等多種物品的搬運任務。
在亞馬遜倉庫中，每年有超過140億件物品由人工進行存放。為實現該環節的自動化，亞馬遜計劃Vulcan機器人能以每小時300件、每天運行20小時的節奏，處理其中80%的物品。
經過大量實踐后，Vulcan機器人的存放效率已比18個月前提升三倍，目前在速度上已經超過了普通人類員工。
亞馬遜機器人部門應用科學總監Aaron Parness表示，這一進步令人鼓舞，但在這一任務上，表現最頂尖的人類仍明顯優于Vulcan——他們不僅動作更快，還能以更高密度將物品靈活擺放在有限空間中，這對于城市倉庫等空間有限的場景尤為重要。
盡管如此，Vulcan仍具備一定優勢，即處理大量信息和提前規劃的能力。它能夠在短短100毫秒內，分析所有待存放物品和貨箱的位置，完成整體優化。這種能力正是其在平均作業效率上逐步超越普通人類的關鍵。
二、“觸覺”與力感知，破解機器人操控難題
在上周于波士頓舉辦的Robotics Summit and Expo中，Parness在主題演講中深入解析了Vulcan背后的技術。
▲Aaron Parness（左）在Robotics Summit and Expo上討論了觸覺如何改善機器人操作。
他表示，“觸覺”和力感知是未來機器人發展的關鍵因素之一。
所謂力感知，指的是機器人感知和響應外界施加力量的能力，類似于人類通過手部觸覺判斷物體的重量、硬度或形狀，從而實現更精準的操作。
力反饋技術應用下，機器人在抓取物品時，能夠感知并控制施加的力度，從而避免因用力不當導致物品損壞或掉落。同時，它可以根據物品的重量、材質和形狀靈活調整抓取力度，例如重的物理教科書與輕薄的紙板藥盒，就會采取不同的抓取策略。
“力感知對我們與世界的交互至關重要。這也是目前機器人領域的一大限制，”Parness說道，“雖然機器人在移動方面已經取得巨大進步，比如可以完成后空翻，但在‘操控’方面仍面臨難題。我們有時會混淆‘數字智能’與‘物理智能’——機器人能在國際象棋中戰勝人類冠軍令人驚嘆，但它們仍難以精準地把棋子擺放到正確的位置。這就是物理智能的挑戰所在。”
Parness指出，“觸覺”將解鎖一系列新的機器人應用場景，例如將物品塞入緩沖郵件袋、搬運形狀各異的雜貨，或將包裹塞進配送袋等操作。
這些任務都涉及物體之間的貼合、擠壓或摩擦，需要機器人在接觸過程中進行靈活調整與即時反應。
Parness補充道，“觸覺”技術能夠顯著提升機器人的作業效率，因為機器人可以先快速移動，當與物體發生接觸時再通過力反饋即時調整動作，而不需要進行持續監控。
他表示，正是這種更快的響應能力，讓機器人能夠在操作時更加靈活，進而提升倉儲空間的利用率，例如通過感知物品是柔軟還是堅硬，來對其進行適當壓縮，從而提高填充密度。
▲Vulcan使用機械臂、攝像頭和吸盤夾具從存儲貨艙中揀選物品。
Parness回憶說，他在NASA噴氣推進實驗室（JPL）的一位導師Brett Kennedy曾指出，工業機器人1.0“既笨拙又麻木”——它們既無智能也無觸覺。雖然這在焊接等“重復、危險、骯臟”的任務中足夠，但若要讓機器人在復雜環境中操作，就必須賦予其“觸覺”能力。
Parness補充道，“如果你看過我孩子的玩具堆，你就知道如果要整理那堆雜物，沒有‘觸覺’是絕對做不到的。”
三、機器人部署，“翻新”亞馬遜倉儲應用
目前，亞馬遜在其倉庫已部署了多種用于自動揀選的機器人。
Sparrow機器人具備強大的視覺識別和路徑規劃能力，能夠從儲物箱中識別并揀選物品，但目前只能處理箱子頂層的物品，尚未配備觸覺功能來應對更復雜的抓取任務。
另一款名為Cardinal的機器人，專為將包裹高效擺放進推車而設計，其核心目標是在有限空間內盡可能多地裝載包裹，最大化推車的填充度。
Parness認為，Cardinal未來若整合觸覺感知，也將進一步優化其裝載效率。
Vulcan則聚焦于將物品存放至上層貨架區域，這些區域對于人類員工而言，難以觸及。
Parness指出，這一任務分配策略能讓員工更多地在“動力區”（即中層貨架）作業，從而降低工傷風險。亞馬遜也表示，雖然其倉庫的受傷率曾高于行業平均水平，但近年來這一數據已有明顯改善。
Vulcan是亞馬遜首次嘗試將力感知與觸覺技術應用于那些“低垂果實”型的機器人任務中，即優先解決那些在技術上相對容易實現、但對提升效率和自動化水平有顯著價值的應用場景。
亞馬遜團隊通過Vulcan積累了觸覺集成方面的寶貴經驗，并正計劃將此技術擴展至其他倉庫應用。
目前，Vulcan已在美國華盛頓州斯波坎市和德國漢堡的亞馬遜倉庫實現全面部署。
此外，亞馬遜可能計劃開發新的AI算法以使其機器人變得更智能。早前，亞馬遜收購了一家名為Covariant的初創公司背后的團隊，該公司曾致力于開發工業機器的AI基礎模型。
結語：失業危機下，亞馬遜強調“人機協作”
隨著亞馬遜不斷推進倉庫自動化，外界對崗位被取代的擔憂日益上升。
高盛經濟學家在2023年曾預測，到2030年，全球或有3億個崗位因生成式AI的發展而被自動化取代，并有更多崗位將被深度重塑。
英國托尼·布萊爾研究所亦估計，在自動化影響最顯著的高峰階段，每年可能有6萬至27.5萬個英國崗位受到沖擊。
盡管如此，亞馬遜機器人技術首席專家Tye Brady強調，機器人并不會完全取代人類。
“人類始終是系統不可或缺的一部分，”他表示，機器人旨在“放大人的潛能”，替代“瑣碎、重復、單調”的任務，以提升效率與安全性。
Brady補充，人類不僅能運用常識判斷機器人是否真正完成任務，還能識別被黑客入侵的跡象，或及時發現破損或泄漏的包裹等問題，這些對系統穩定運行至關重要。
因此，即使在高度自動化的未來，人工判斷與參與仍不可替代。
來源：Therobotreport、Spectrum IEEE、The Guardian、Wired
