国产工业机器人有点“笨” 算法如何精益求精？

两个机器人分别控制双层托盘连续倾斜和旋转，另一个机器人控制机械臂无阻碍地连续通过托盘上的十个障碍物。这个工业机器人的演示视频令人眼花缭乱。“这是别人在2009年的技术，我们现在做不到，”马龙说，他是一个经验丰富的机器人实践者。

为了完成如此复杂的动作，核心控制器——工业机器人的大脑——必须足够聪明。然而，由于缺乏核心算法，国内工业机器人的“大脑”不够智能，稳定性、故障率、易用性等关键指标远不及Fanuc、ABB、安川、Kuka等工业机器人“四大家族”(以下简称“四大家族”)的产品。

据统计，中国已经连续五年成为世界上最大的机器人应用市场，但高端机器人仍然依赖进口。核心算法之间的差距是国内工业机器人走向高端制造的绊脚石。

许多中国“头脑”喜欢在计算逾期债务时出错。

作为一种工业产品，衡量机器人质量的标准主要有两个:稳定性和准确性。核心控制器是影响稳定性的关键部件，被称为工业机器人的“大脑”。软件相当于语言，传递“大脑”的概念。

要说好这种“语言”，我们需要底层的核心算法。“四大家族”可以销售伺服系统、减速器、编码器等关键部件。，但要对核心算法保密，永远不要泄露出去。

核心算法之间的差距过大，导致国产机器人稳定性差，故障率高。"参数自校正，地震抑制算法，扭矩波动补偿..."国内一家机器人企业的技术总监孙瑶(化名)掰下手指，一个一个地数给《科技日报》的记者。"算法的差异降低了整个系统的响应速度和稳定性精度."

“工厂里有一百多台‘四口之家’的设备，一年不会出现几次故障。如果使用家用机器人，失败率可能是其他机器人的几倍。”沈阳迅雷科技有限公司的高级机器人软件工程师和技术合作伙伴周超说。

因此，一些顾客宁愿购买二手进口机器人，支付高额“重启费”，也不愿使用国产机器人。

“好算法，成千上万条线可以使机器人稳定运行而不出现故障；算法很差，成千上万条线都达不到别人的标准，”周超说。“就像两个开车的司机，新驾照的新手和有经验的赛车手，他们上路后差距就很明显了。”

这是核心算法多年默认的结果，我们知道它是什么，但不知道为什么。

如果不掌握核心算法，就很难生产出精度要求低的产品，但如果应用到航空航天、军事等高端领域，我们只能依靠进口工业机器人。

“例如，底层核心算法就像手机操作系统。我们正在做更多的应用。周超说:“尽管做基础研究成本很高，回报很低，而且通过做应用程序可以快速赚钱，但只有做应用程序永远也不会超过苹果和谷歌。”。“此外，一旦有人屏蔽了你的系统，如果应用程序运行良好也没用。”

软件卡脖子的定价权被移交给了其他人。

算法之间的差异不仅反映在核心控制器上，还会降低伺服系统的响应速度。

机器人的每个动作都需要核心控制器、伺服驱动器和伺服电机的配合。例如，像“战争”一样，“将军”下令进攻。“先驱报”传送进攻信号；被命令的“士兵”在指定的位置冲锋。

现在，“四大家族”的产品已经演变成通过4G信号指挥“士兵”的“将军”。虽然家用机器人仍处于预告时代，但速度当然要慢得多。

“如果你不掌握核心算法，这个差距很难缩小。”马龙告诉《每日科学》。据他介绍，对于单个伺服系统，国产机器人具有较高的动静态精度，但高端机器人一般同时拥有6个以上的伺服系统，用传统的控制方法很难达到良好的控制效果。

许多伺服系统需要“大脑”来预先计算。通过底层算法，国外核心控制器可以通过伺服系统的电流环直接操作电机，实现高动态多轴非线性条件下的精确控制，使“四族”机器人响应速度更快，定位更准确。

由于算法和软件的不同，最终产品的销售价格也有很大的不同。以伺服系统为例。尽管核心组件几乎相同，成本也几乎相同，但外国产品的价格却高出10倍。

“这是因为国内伺服系统基本上使用自己的软件库。外国企业限制许多高级功能，不向我们开放。例如，定位环的S曲线函数。如果你想要这个功能，你必须为其他人的产品付费，这样定价权就被放弃了。”马龙说。

鼓励企业在未来投资研发机器人

尽管与“四大家族”相比差距明显，但专家和从业者对家用机器人的未来持乐观态度。

从技术上来说，硬件的发展已经有几十年的历史了，几乎没有什么秘密可言。在软件方面，中国有大量的信息技术员工。“现在，我们的许多企业也可以集成高水平的工业机器人产品，”周超说。但是，拥有完全自主知识产权和关键零部件核心技术的国产工业机器人，仍然需要整个产业链的经验、时间和积累与打磨

工业机器人市场有点像几年前的智能手机市场。只要你熟悉产业链和供应链，你就能很快“拯救”一个机器人产品。然而，掌握核心技术并不容易。当某项技术突破并等待市场检验而慢慢成熟时，外国制造商很可能会降低组件的价格，提供更成熟、更廉价的解决方案，导致国内企业的投资与回报不成比例。这也是许多企业不愿意投资底层研发的原因。

“作为实践者，我们希望有更多以技术为导向的政策。只要技术符合标准，我们就会给企业一定的市场空间，在实践中慢慢打磨产品，深入了解核心技术，鼓励企业投入更多的人力和财力进行研发。只有这样，家用工业机器人才能真正在世界舞台上发挥主导作用，”马龙说。(记者杨伦)