机器人前瞻（公众号：robot_pro）
编译 江宇
编辑 漠影
机器人前瞻5月8日消息，亚马逊宣布其“具备触觉感知”的全新机器人Vulcan正式部署，通过融合人工智能与力反馈传感器，Vulcan不仅能看，还能“摸”，具备类似人类的操作精度与感知能力，首次实现了亚马逊仓库中库存补货流程的自动化。
这一突破性进展被亚马逊称为“机器人技术的根本性飞跃”。
一、触觉赋能下，Vulcan革新“人到货”系统
亚马逊仓库中最经典的机器人应用之一，是基于Kiva机器人的“货到人”（G2P）解决方案。
Kiva移动机器人将存有库存的可移动货架，运送至固定工位，由人工拣选员为特定客户订单挑选并分拣出单个物品。随着时间推移，这些货架上的库存会被逐渐取空，需要重新补货。
为实现补货任务的自动化，亚马逊研发了新型机器人Vulcan。
Vulcan能够从混合堆料中抓取物品，并将其摆放至可移动货架上。其独特之处在于其在操作物品时，拥有更高的精度和灵巧性。
据亚马逊介绍，Vulcan可处理大约75%的库存物品，其机械臂末端工具和传感器，可根据物体特性施加适当的力，从而胜任从小型电子产品到较大件商品等多种物品的搬运任务。
在亚马逊仓库中，每年有超过140亿件物品由人工进行存放。为实现该环节的自动化，亚马逊计划Vulcan机器人能以每小时300件、每天运行20小时的节奏，处理其中80%的物品。
经过大量实践后，Vulcan机器人的存放效率已比18个月前提升三倍，目前在速度上已经超过了普通人类员工。
亚马逊机器人部门应用科学总监Aaron Parness表示，这一进步令人鼓舞，但在这一任务上，表现最顶尖的人类仍明显优于Vulcan——他们不仅动作更快，还能以更高密度将物品灵活摆放在有限空间中，这对于城市仓库等空间有限的场景尤为重要。
尽管如此，Vulcan仍具备一定优势，即处理大量信息和提前规划的能力。它能够在短短100毫秒内，分析所有待存放物品和货箱的位置，完成整体优化。这种能力正是其在平均作业效率上逐步超越普通人类的关键。
二、“触觉”与力感知，破解机器人操控难题
在上周于波士顿举办的Robotics Summit and Expo中，Parness在主题演讲中深入解析了Vulcan背后的技术。
▲Aaron Parness（左）在Robotics Summit and Expo上讨论了触觉如何改善机器人操作。
他表示，“触觉”和力感知是未来机器人发展的关键因素之一。
所谓力感知，指的是机器人感知和响应外界施加力量的能力，类似于人类通过手部触觉判断物体的重量、硬度或形状，从而实现更精准的操作。
力反馈技术应用下，机器人在抓取物品时，能够感知并控制施加的力度，从而避免因用力不当导致物品损坏或掉落。同时，它可以根据物品的重量、材质和形状灵活调整抓取力度，例如重的物理教科书与轻薄的纸板药盒，就会采取不同的抓取策略。
“力感知对我们与世界的交互至关重要。这也是目前机器人领域的一大限制，”Parness说道，“虽然机器人在移动方面已经取得巨大进步，比如可以完成后空翻，但在‘操控’方面仍面临难题。我们有时会混淆‘数字智能’与‘物理智能’——机器人能在国际象棋中战胜人类冠军令人惊叹，但它们仍难以精准地把棋子摆放到正确的位置。这就是物理智能的挑战所在。”
Parness指出，“触觉”将解锁一系列新的机器人应用场景，例如将物品塞入缓冲邮件袋、搬运形状各异的杂货，或将包裹塞进配送袋等操作。
这些任务都涉及物体之间的贴合、挤压或摩擦，需要机器人在接触过程中进行灵活调整与即时反应。
Parness补充道，“触觉”技术能够显著提升机器人的作业效率，因为机器人可以先快速移动，当与物体发生接触时再通过力反馈即时调整动作，而不需要进行持续监控。
他表示，正是这种更快的响应能力，让机器人能够在操作时更加灵活，进而提升仓储空间的利用率，例如通过感知物品是柔软还是坚硬，来对其进行适当压缩，从而提高填充密度。
▲Vulcan使用机械臂、摄像头和吸盘夹具从存储货舱中拣选物品。
Parness回忆说，他在NASA喷气推进实验室（JPL）的一位导师Brett Kennedy曾指出，工业机器人1.0“既笨拙又麻木”——它们既无智能也无触觉。虽然这在焊接等“重复、危险、肮脏”的任务中足够，但若要让机器人在复杂环境中操作，就必须赋予其“触觉”能力。
Parness补充道，“如果你看过我孩子的玩具堆，你就知道如果要整理那堆杂物，没有‘触觉’是绝对做不到的。”
三、机器人部署，“翻新”亚马逊仓储应用
目前，亚马逊在其仓库已部署了多种用于自动拣选的机器人。
Sparrow机器人具备强大的视觉识别和路径规划能力，能够从储物箱中识别并拣选物品，但目前只能处理箱子顶层的物品，尚未配备触觉功能来应对更复杂的抓取任务。
另一款名为Cardinal的机器人，专为将包裹高效摆放进推车而设计，其核心目标是在有限空间内尽可能多地装载包裹，最大化推车的填充度。
Parness认为，Cardinal未来若整合触觉感知，也将进一步优化其装载效率。
Vulcan则聚焦于将物品存放至上层货架区域，这些区域对于人类员工而言，难以触及。
Parness指出，这一任务分配策略能让员工更多地在“动力区”（即中层货架）作业，从而降低工伤风险。亚马逊也表示，虽然其仓库的受伤率曾高于行业平均水平，但近年来这一数据已有明显改善。
Vulcan是亚马逊首次尝试将力感知与触觉技术应用于那些“低垂果实”型的机器人任务中，即优先解决那些在技术上相对容易实现、但对提升效率和自动化水平有显著价值的应用场景。
亚马逊团队通过Vulcan积累了触觉集成方面的宝贵经验，并正计划将此技术扩展至其他仓库应用。
目前，Vulcan已在美国华盛顿州斯波坎市和德国汉堡的亚马逊仓库实现全面部署。
此外，亚马逊可能计划开发新的AI算法以使其机器人变得更智能。早前，亚马逊收购了一家名为Covariant的初创公司背后的团队，该公司曾致力于开发工业机器的AI基础模型。
结语：失业危机下，亚马逊强调“人机协作”
随着亚马逊不断推进仓库自动化，外界对岗位被取代的担忧日益上升。
高盛经济学家在2023年曾预测，到2030年，全球或有3亿个岗位因生成式AI的发展而被自动化取代，并有更多岗位将被深度重塑。
英国托尼·布莱尔研究所亦估计，在自动化影响最显著的高峰阶段，每年可能有6万至27.5万个英国岗位受到冲击。
尽管如此，亚马逊机器人技术首席专家Tye Brady强调，机器人并不会完全取代人类。
“人类始终是系统不可或缺的一部分，”他表示，机器人旨在“放大人的潜能”，替代“琐碎、重复、单调”的任务，以提升效率与安全性。
Brady补充，人类不仅能运用常识判断机器人是否真正完成任务，还能识别被黑客入侵的迹象，或及时发现破损或泄漏的包裹等问题，这些对系统稳定运行至关重要。
因此，即使在高度自动化的未来，人工判断与参与仍不可替代。
来源：Therobotreport、Spectrum IEEE、The Guardian、Wired
