近日,在位于无锡市惠山区的江苏省具身智能机器人工业数据采集与实训中心,记者看到一台台人形机器人跟着各自的人类师傅练本领,搭积木、将电线放到盒子里、给汽车喷漆……一招一式反复演练,还有一些人形机器人不知疲倦地下蹲起立、转动双臂,自动进行疲劳测试。
这个数据采集与实训中心由天奇自动化工程股份有限公司建设运营,是江苏省具身智能机器人工业应用重点实验室(筹)的重要载体。记者获知,这家定于10月14日召开启动会的实验室,不仅要教会具身智能机器人一些具体技能,更要研发一个工业“产线大脑”,推动具身智能机器人规模化进入工厂作业。
立足汽车制造场景,让机器人更能干
该实验室由天奇股份牵头,南京航空航天大学、江南大学共同参与筹建。天奇股份具身智能事业部技术研发科学家、实验室主任孙宇嘉介绍,实验室首先着手进行硬件设施建设,匹配具身智能研发需求,打造工业场景复现、数据采集实训、算法研发、系统集成、测试验证等五大功能区,既能高度模拟真实汽车制造产线环境,又能根据需要动态配置场景;同时,在现有185台(套)先进设备基础上,持续扩充多品类研发装备,包括人形、轮式机器人本体,仿人机械臂,多模态传感器与3D视觉相机,高性能计算平台等。
具身智能事业部数据平台技术经理黄昆介绍,数据采集与实训中心去年底投用以来,累计训练4个品牌、多个款型的100余台具身智能机器人。具体来说,让它们在汽车整车、工业物流、新能源产线等36个应用场景中,学习螺栓分拣、零部件装配、物料箱搬运等动作。该中心现已采集到近千TB、总时长超过1.3万小时的有效数据。
一批经过训练的机器人从这里走出,进入长城、吉利、比亚迪、理想、赛力斯等头部车企,承担工厂内的物流分拣、搬运等任务,积累真实场景下的作业经验。“我们希望机器人尽快具备在粉尘、油污、强光、振动等恶劣工况下的稳定精准感知能力,从物流区走进总装、涂装、质检等工位。”孙宇嘉说。
实验室将汽车制造业作为首要的攻关、示范场景——数据集构建、算法研发、真机验证等都先在汽车制造场景中进行。一是因为天奇股份深耕汽车制造装备领域40余年,有丰富的产业积淀;二是因为汽车总装、涂装、质检、物料分拣与搬运等属于离散制造中高复杂度的典型场景,一旦在此类场景实现技术突破,便可向3C电子等更广的制造业领域复制。
15项具体任务,锻造“智能指挥官”
“现阶段我们集中力量,先让机器人能在特定工位把活干好,再针对现场暴露的问题去改进机器人本体、软件系统乃至产线方案。”孙宇嘉告诉记者,“实验室的核心目标是,打造一个由工业垂类认知决策大模型、多智能体分布式协同控制系统构成的‘产线大脑’,让它担当整条产线的‘智能指挥官’。”
“产线大脑”的构想,是从真实痛点中“长”出来的。
在服务头部车企过程中,天奇股份梳理出制约具身智能落地工业场景的三大难题:复杂工业环境下的具身感知与认知决策机制,工业数据碎片化、标准化缺失与工艺知识隐性化,产线级多智能体分布式协同与优化控制。通俗来讲,就是机器人容易“看不清、想不透”;工厂缺少统一的“技术语言”,老师傅们的手艺也难以传承;数十台机器人协同作业,容易动作紊乱、效率内耗。
实验室确定的5项研究内容,都指向破解这些难题。比如,“工业多模态数据工程与知识图谱”研究,相当于为工厂里的图纸、工艺卡、操作视频、传感器数据建立统一的“语法”,从而给机器人配上一本“工厂字典”和一个“老师傅经验库”。小到安装一颗螺栓,也要说清楚装在什么位置、用多大力气去拧、以什么方式去拧,让机器人学得明明白白。
又如,“工业技能智能习得与虚实融合训练”,推行的是一套“先模拟考试再上岗”的训练模式。传统方式下,让机器人学会一个新工序,需要工程师现场编程调试4—6周,而实验室将把老师傅的操作动作“录”下来,先让机器人模仿学习,再把机器人放进与真实工厂一模一样的“数字孪生考场”里,等机器人练熟了才部署到真实产线。这项研究内容,意在将部署周期从4—6周压缩到72小时以内。
5项研究内容衍生出15项具体任务,且每项任务都定了技术指标,如多机协同相对误差≤1厘米,姿态同步误差≤0.5°等。
促产业发展,“冠军”牵手“双一流”
天奇股份是制造业单项冠军企业,而南京航空航天大学、江南大学均为“双一流”高校,前者是全国首批开设具身智能专业的9所高校之一,后者在机器人感知、控制与技能作业领域积淀深厚。
筹建实验室并非简单开展项目合作,而是共同构建一个体系化协同创新平台。三方分工明确、优势互补:天奇股份承担超1亿元建设经费,提供场地和40年积累的工艺数据,提出真实工业场景需求,主攻工程化集成、真机验证、产线示范与成果转化;南京航空航天大学团队主攻具身智能算法、多模态感知、强化学习及“产线大脑”决策模型,为天奇股份补“理论与算法”之短;江南大学团队主攻机器人本体结构设计、灵巧手与仿人机械臂研发,负责工业工程质量管控与行业标准体系构建,补的是“硬件本体与标准”之短。
实验室下设算法、机械电气、智能数据、系统集成、数据采集训练、管理办公室等6个部门,至两年筹建期满时固定研发人员不少于100人,其中43人由天奇股份派驻。现已成立的具身智能大模型、具身智能数据、机器人运动控制等3个联合技术小组,都实行“企业工程师+高校教授”双负责人制。
天奇股份2023年开始布局具身智能机器人,与国内具身智能赛道的头部企业“优必选”和“银河通用”成立合资公司。在天奇股份看来,投入真金白银筹建省重点实验室,是围绕“第二增长曲线”进行的战略投资,将给公司带来长期回报,包括形成技术壁垒与专利护城河、获得行业标准制定权、培养和储备高端复合型人才等。
不止服务企业自身发展,实验室还将输出可复制、可推广的实践经验,带动产业链上下游协同,助力国内具身智能机器人产业加速成长。
新华日报·交汇点记者 徐冠英 文/图












