什么时候？机器人可以代替高空蜘蛛侠
来源|founderpark。
海拔机器人正逐渐取代高空作业的蜘蛛侠。
为人类服务。机器人并在生产环境中使用。工业机器人不同的，特别的机器人自诞生以来，它将人类从各种高危环境中解放出来。普通特餐机器人包括水下机器人、地面移动机器人，高海拔机器人等等，用高空。机器人也是代替人进行高空作业，降低风险，提高效率的有效途径。
目前，高海拔机器人已应用于工业农业、林业和许多其他领域。中国代表性企业——世和机器人专注于船舶除锈、化学品储罐防腐、火电锅炉检验、建筑外墙清洗等场景，提供专业的完整解决方案。目前，石河机器人占据国内船舶除锈市场第一份额。
海拔机器人核心技术和工业机器人有什么区别？场景落地中如何规范解决方案？海拔机器人有哪些技术问题？
5月31日，施和机器人创始人兼CEO徐华民博士作为极客公园Rebuild live工作室，谈高空。机器人的技术现状及未来市场前景。
01
材料技术进展。
让高空机器人。
实现
Founderpark:外观机器人主要解决什么问题？
徐华阳:门面机器人顾名思义，就是走在门面上。机器人，通常也被称为高海拔。机器人。应用场景非常广泛。常见的是城市的建筑外墙，可以代替你经常看到的蜘蛛侠。除了这个民用场景，行业还有相对丰富的高空作业场景:船舶除锈、储罐防腐、锅炉检验、桥梁检验等等。
我们会把门面机器人其功能分为三部分:制造、检验和维修。制造业就像造船厂和罐头厂。焊接和研磨应用；检验是检测和探伤的应用，比如锅炉和桥梁；维修是除锈，油漆和外墙。清洁的应用。简而言之，门面机器人我们可以在高空立面的场景中从事制造、检验、维修，代替传统的劳动力。
Founderpark:常见的无人机(UAV)在高空通过多旋翼对抗重力。机器人如何解决这个问题？
徐华阳:立面场景高空作业。机器人无人机和无人机还是有一些区别的。无人机主要搭载检查设备进行宏观检查，如航拍或测绘。当然也可以进行一些非接触式的操作，比如无人机喷洒农药。海拔机器人负载能力强，可用于近距离观察。它可以配备EMAT电磁超声波测厚仪，甚至涡流测厚仪进行非常精确的检测。除锈需要非常高的承载能力。它不仅承受超高压水的管道和电缆，还承受超高压水射流的反冲力，从几十公斤到几百公斤不等。海拔机器人无人机和无人机的主要区别是更强的载荷能力，更高的定位精度，更长的续航时间。
如何不畏地心引力，在不同的场景下原理是不同的，主流是工业现场采用磁力吸附，非钢表面采用负压吸附。
工业常用的材料是钢。对于钢，可以利用磁引力来实现在钢表面的吸附。但是，难点在于吸力。重力和驱动力要配合好。吸力太大就不能灵活使用，吸力太小就容易滑倒。
如果是非钢面，比如建筑物外墙的玻璃幕墙，可以用负压吸附解决。对于管道或柱状物体，可通过周围或内部支撑产生摩擦力，从而直接沿管道攀爬。
Founderpark:这听起来像是能够对抗重力，有效地携带负载和灵活地移动。什么样的技术进步让它变得更容易实现？
徐华阳:归根结底，这是一个静态力学和动力学的问题。如果机器人在纯直钢板上承受固定载荷是一个静态力学问题。这种攀岩墙机器人它存在于20年前。移动底盘可以通过携带磁铁在相对较直的钢板上行走。
然而，在工业这样的理想环境在现场和民用现场是不存在的。真正的挑战是适应曲面，这样你就可以爬上船上所有的地方，穿过焊缝，等等。特别是火电锅炉，水冷壁结构复杂，为不均匀波纹壁，必须具有实时磁场感知和适应能力。这是多年前的爬墙机器人我没有的。
核心技术主要有两个:钕铁硼材料的进步，尤其是磁能密度的提高。磁能密度越高，同等重量的磁铁所能产生的磁引力就越强，从而带来更大的安全裕度。如果安全裕度大，承载能力是可以保证的。随着近年来稀土材料的发展工业随着钕铁硼的发展，钕铁硼材料的磁能密度得到了提高。钕铁硼材料属于稀土材料，中国是世界上90%稀土材料的出口国。我们在永磁材料技术领域处于领先地位。
二是驱动电机功率密度的增加。功率密度越大，体积或重量越大，驱动力越大，安全裕度越好。
这两个是关键材料和关键部件的核心创新。结合两者的突破与创新，爬墙机器人能够在一个复杂的工业在应用场景上确实有更好的适应性。
02
成为一个创业目标。
DJI的高海拔机器人找到；查出
Founderpark:是什么促使你产生创业的想法？
徐华民:我是中南大学机械工程学院的本科生。2011年进入清华大学机械工程系读硕士，博士，博士。
我有创业的想法是因为2014年看了《乔布斯传》。乔布斯从一个贫穷的年轻人变成了世界上最有价值的人。公司的首席执行官。一个人从来什么都没有。他通过自己的努力，通过创业实现了这样的价值，给PC、智能手机、动漫等行业带来了巨大的改变和影响。乔布斯的经历激发了我创业的热情和动力，提出了创业的想法。
2015年，我在读博士的时候，我和同学尝试用智能硬件创业。项目启动一个多月后，获得了启发性投资。我们很快从演示转向工程原型，一年后项目被收购。2017年博士毕业，全职创业。当时，我位于高海拔机器人方向。
Founderpark:当时为什么选择高海拔？机器人这个领域？
徐华民:因为我的专业，所以一直在关注。机器人。我也喜欢看科幻小说，尤其是阿西莫夫的。机器人系列，对我影响深远。阿西莫夫描述说机器人的愿景是什么？每个家庭都有很多。机器人帮忙端茶倒水洗衣服做饭。工作时作为私人助理，出差时可以作为商务助理。这是一种机器人与人类共存的状态。
奇点理论认为，随着人类社会信息技术的发展，人工智能的性能将呈指数级增长。很多观点认为2050年会出现强大的人工智能。我期待强大的人工智能时代的到来。到那时，机器人可以进入千家万户，增加千个行业。这个行业可能比汽车和手机行业都要大。
我是对的机器人大方向很坚定。但需要找到务实的切入点，逐步积累和沉淀行业品牌、资金和人才。
就我个人而言，我对搬家感兴趣。机器人非常感兴趣。动就相当于有腿。另外，有些执行装置相当于有两只手。另外，感知系统包括眼、耳、鼻、舌，然后是大脑和小脑，这是人类的雏形。所以运动是一个很重要的特征。我们试图找到运动。机器人的应用场景。
感情上，我们在寻找商机的时候，从5月1日到11日，这只是外墙。清洁高峰期。我们每天都能看到蜘蛛侠在墙上工作。当时我们觉得这种传统的低效的工作不应该再存在了。我们还在这里。北京找了十几个蜘蛛侠工程队的老板和工人，发现大家都很期待。机器人产品，因为行业招聘越来越难，成本越来越高。
蜘蛛侠清洗外墙|来源:Unsplash
从理性的角度来说，我们不能只做这个场景。过去，搬家机器人场景分三种:海陆空。我们认为外墙清洁这是一个非常独立的新机会。当时的定位是立面场景，整个范畴都叫高空。机器人。我们觉得这里应该还有很多其他的申请机会，就去了。工业了解情况。很快，我们发现风力发电的场景很适合，于是第一次尝试，后来没通过。但是通过这样的尝试，我们发现在其他场景下还是需要的。机器人，如船舶、化工、能源、桥梁等。
结合这种感性认识和理性分析，我们选择高空。机器人作为创业的起点。我们希望在这个轨道上坚定地工作8到10年，成为世界各地的高空。机器人轨道上的大河。
FounderPark:关于门面机器人当时有没有进行市场调研或者分析国外科技行业的现状？
徐华民:最简单的方法就是分析国内外有竞争力的产品，研究他们的技术路线，针对行业和客户。第一个要分析的公司它叫ICM，InternationallimbingMachine，他们的第一个场景是风力发电。我们也模仿风力发电的方向。此外，我们还研究了壁虎的热功率检测。机器人和Ge的检测机器人。公司进行化学品罐检验和探伤，以及荷兰的Vertitidrive。公司基于的船舶除锈机器人。我们把这些按照行业和功能分类，找出容易在中国落地的方向。
首先，让我们开始。清洁风塔，然后第二个项目是管道攀爬。机器人第三个项目是高铁站柱的场景，第四个项目开始尝试船舶除锈。除了我们自己积极探索，经过几年的沉淀，一些项目也主动找到了我们，因为前期为了生存，我们也接到了定制订单，比如石家庄东方热，包括浙江省特检院也是我们的客户。
这样通过我们自己的判断和被动下单，就形成了漏斗顶端的基本需求池。然后在这样做的过程中，我们会判断它的技术可行性和商业价值，然后进一步生产出来，然后一代又一代的继续打磨迭代。
Founderpark:早期你们是如何制作一些个人项目的？
徐华民:我们落地的第一个产品是船舶除锈，用了将近两年半的时间才实现。
我第一次听说这个需求来自机器人业内资深人士。他满足了客户的这样一个需求，发现技术很难，就建议我们做。世界上有10多万艘船，对除锈的需求很大。但技术难度也很大，船体很光滑，还配有超高压水管。机器人它很容易掉下来。
首先我们研究了竞争产品，发现有国外的产品。机器人朝这个方向走。我们认为这个计划基本上是可行的。国内一些大学之前做过研究，有一些技术数据。在其技术路线的基础上，我们进一步提高了磁体的磁场密度和曲面的适应性。因为之前做过风电项目，所以这里用了地表适应技术。找了几个朋友了解超高压除锈，上游的关键配套也在逐步建立。
原型将很快完成。用铁板测试后，发现可行，于是开始寻找早期天使客户。在这个过程中，我们主要寻找愿意尝试新鲜食物的创新客户。因为原型的效果往往不是很好。通过熟人的推荐，我们在江阴和舟山找到了两个客户。在这两个地点，至少有一个真实的场景。整个R&D链的闭环可以迭代。
2019年底开始第一批小批量。随着应用数量的增加，产品问题暴露的更加充分，及时完成小版本的迭代。V20版本具有小批量、一致性和稳定性，具备商用条件。我们选择使用服务操作，以便制造商可以充分利用它。大约半年后，我们修复了100多艘船。突破100个运营对象，基本证明了业务和技术的可行性。
V30版本发布后，稳定性更好，易用性大幅提升，增加了自动巡航、一键变道、自动避障等辅助驾驶功能，新手快速上手，具备大规模推广的潜力。然后，我们从青岛、宁波、广州、深圳等地开设销售网点，大规模推广产品。
产品和营销是一个循环的过程。产品越好，应用越广，客户越多。因为越来越多的客户使用产品，得到越来越多的反馈，产品会越来越好。这两次迭代有一定的马太效应，因为场景有很强的障碍物。
发现者公园:船机器人解决了哪些问题，核心原理是什么？
徐华阳:机器人操作分为手动遥控和独立操作两种模式。在相对规则的表面上，可以实现自主操作，做好路径规划和自动导航。船尾和船头会有一些复杂的区域，需要切换到手动操作模式，通过传感器做一些辅助工作。
我们将地面移动机器人这种导航技术被称为内翻方案。由内而外，相当于人戴上眼镜，结合周围的点云或图像数据进行自身的定位和识别。对于外观，我们称这种技术为由外向内方案。机器人走在墙上，将云相机设置在第三个角度。因为我们的定位导航不需要绝对位置，只需要相对位置。对于一艘船来说，如果把它转换成图像中的一个矩形框，就机器人从矩形框的左上角延伸到右下角，不需要告知绝对位置就可以完成除锈。从第三方角度整合机器人自身多传感器数据可以实现3-5cm的精准定位，满足场景需求。
发现者公园:100艘船清洁工作是什么？
徐华民:一艘正常的10万吨级货船大约有300米长。以前需要30-40架航拍车同时作业，大概50-60人，夜班也需要同样数量的人。如果它被替换为机器人用人力干活，白天20个人，晚上20个人，人机操作，大概三天三夜就能全部打扫干净。可以大大节约成本，显著提高效率。
Founderpark:你目前的收入规模是多少？
徐华民:具体数值不方便透露，可以简单说一下。
中国修船业年产值约300亿元。外板除锈每年20-30亿，内舱除锈也差不多。中国有近30家船厂，约占国内修船行业的80%。其中有20多家是我们直接或间接服务的。
到目前为止，我们的机器人已经积累了500多艘工作船。在这个细分行业中，修船数量应该是世界第一。船舶除锈面积估计在60万平方米以上，市场份额肯定是第一。
Founderpark:船舶清洗市场有多大？
徐华阳:全球70%以上的物流都是海运。目前应该有12万艘货船。疫情期间，海运也更受欢迎。我们认为，在未来100-200年，海运仍将是最具成本效益的物流模式。
海上航行需要解决船板腐蚀问题。目前航运界规定每五年进行两次码头维修。由于中国是世界上最大的进出口国，船舶维修一般靠近进出口周边地区。全球每年有一半的船舶被修理，约占全球产值的20%-30%。
我们选择船是有原因的。首先，市场空间大，便于早期尝试。第二，客户集中度高，有利于推广。第三，场景高度标准化。虽然有不同的船型，但与机器人相比大小，基本都是高科技的类似场景。通用做爱。
03
石河机器人技术。
优势和商业模式。
Founderpark:除了入驻时间早，石河机器人的核心技术优势是什么？
徐华阳:世和已经从工业和民用场景开发高空。机器人移动平台，核心技术在四个方向:
首先是磁吸附移动平台，从设计分析、优化和控制过程来看，吸附力和驱动力的匹配非常微妙。在设计过程中，需要考虑极端条件下的吸附力和驱动力，以满足这些场景。其次，模拟时要能做到所见即所得，设计的磁吸模块等于真实的实验效果。那么在运动控制的过程中，最好是通过磁场的变化来及时感知磁引力的变化，这样才能有更好的适应性。最终实现载重量比，表面适应性强，越障性能好。
第二种是基于绳索和负压驱动的不连续提升的提升。机器人形式。与磁性吸附相比，存在负压无法跨越障碍物的问题。所以把负压和绳索结合起来适应玻璃幕墙和建筑外墙，还涉及到建筑外墙的定位和跨越障碍物。
第三个核心技术是门面。机器人定位导航，也就是刚才说的多传感器集成高程定位技术，在整个行业中是独一无二的。我们的朋友，包括国外厂商，也是采用纯遥控操作模式。接下来，我们还计划一人多机，因为一个人可以操作多台机器，进一步提高客户的投资回报率。
第四是工业工艺包、软件和硬件集成系统。负载是它的硬件。还有一些工艺参数是软件的一部分。比如携带超高压水射流，水射流参数影响除锈效率，与水压、流量、喷嘴排列、数量、靶距有关。这些都需要多次积累才能找到规律。在每个场景中，机器人而且水机的效率是最高的。参数和规则可能比硬件更重要，因为硬件容易设计和模仿，但参数只能自己总结和沉淀。
换句话说，机箱是系列化和标准化的，可以用在每一个场景中。关于底盘组装，我们也有两个想法。首先是优先考虑与行业伙伴的合作与发展。以前所有行业都有传统的手持技术和相应的工具，优先考虑合作和集成。如果我们不能很好地适应机器人我们会考虑转向自学。
Founderpark:严格来说，是Shihe机器人主要解决了哪些实际问题？
徐华民:以船为例。这艘船的线形很复杂。例如，在球形机头处，曲率半径约为1米。当...的时候机器人工作时，如果不能及时感知磁场和表面变化，很容易死机。
复杂场景还包括火电锅炉。燃烧器高达百米，内部是并排的管状结构，需要清灰、脱胶、探伤等。还有折叠角交叉时磁场突然变化的场景。世界上只有三个。公司在火力发电锅炉的水冷壁场景中可以实现翻折角度的功能。美国是通用汽车公司和通用汽车公司的全资子公司公司检验学.中国只有浉河。机器人。
此外，上述高程定位导航和工艺包也是全新的技术优势。
Founderpark:建筑外墙清洗也是你要解决的场景。有哪些关键技术？
徐华民:外墙清洗应该是高空作业轨道上最大的细分场景。仅一二线城市的外墙面积就有100亿平方米左右，每年都要清洗。费用大概200-300亿元。考虑到一线城市清洁频率高，每年花费超过300亿元。
这个场景的难点在于，生产一个单一的爆品太复杂，太不规则。最后，必须根据不同场景的实际情况做出一系列产品。产品组件有一系列，主要模块有通用因此，它有大规模的潜力。
不过也有一种切场景的方法，用STP的方法切。我们把整栋楼的外墙切割成六类。第一类是最简单的纯玻璃幕墙。第二种是只有纵框的幕墙，因为只有纵框，一次一根柱，不需要跨越障碍物。第三种是只有横框的幕墙，可以横着走，不用跨越障碍。前三类的划分主要是尽量不要越障，因为越障太难，效率太低。第四类定义为既有竖框又有横框，需要越障。第五类是整体的建模规则，但是表面上会有一些复杂的结构。第六类是异形，比如燕窝或者大内裤。
现在主要关注前四类，第五类，第六类。未来可能会通过为大B客户定制专机的方式切入第五类和第六类。短期内还是先瞄准前面的比较头，库存比较大。
FounderPark:听起来海拔很高。机器人产品是一个非常复杂的系统。上下游的技术和设备是通过采购整合，还是自己做全链条？
徐华阳:整个产业链上很多部分都是通用，如电机、减速器、驱动器等。一些特殊的磁铁和超高压水管是特殊的供应商。我们在这里。北京本市房山区有一个总装厂，主要从事测试、装配、检测。供应链仍然依赖于上下游合作伙伴。
产业链也比较成熟。电机和减速器都是国产的。许多芯片都是通用芯片不受贸易战影响。磁铁是中国的出口物资，不受影响。所以整个产业链比较完整。
Founderpark:你们如何规划未来的商业模式？
徐华民:我们称之为销售++RaaS(Robotasaservice)模式，RaaS按服务收费。出海很重要，国内客户集中度高，所以采用直销模式，国外采用渠道销售模式。
我们理解的海外战略可能是全球化+本土化。全球化必须完成，但完成全球化的人必须是本地人。短期内要重视渠道。由于缺乏海外资源，海外的朋友也是销售或者租赁两部分。租赁设备还是一种比较成熟的海外商业模式。
Founderpark:如果有足够的资金支持，会走什么样的技术路线？
徐华阳:首先是产品线丰富，包括各个行业的垂直整合产品线。例如，我们给船上的外板除锈，然后我们必须给内舱除锈。下一步是喷涂。修好船后，渗入船内，然后出航。
能源行业就像是在测试外墙系列的产品。它有国外壁虎的标杆，业务非常确定。国内火电锅炉也进入后期运维市场，需求越来越大。最后，土建外墙清洗有六个场景，前四个场景要尽快商业化。
二是全球布局。我们现在是成熟产品，是海洋产品。船舶除锈机器人和化学腐蚀防护机器人在国内已经成熟三年左右，可以加快海外布局和扩张。
第三，在中国实施RAAS经营。我们还是希望通过大量资金的快速整合，抓住相对优质的用户，提前提供工程服务。公司与船厂或化工厂建立合作关系，形成长期共生生态。
这些至少可以做6-8年。做一系列的产品线，RaaS业务的落地和全球化将引领整个天空。机器人跟踪。6-8年后，世和希望在这个赛道上成长为超级独角兽。公司成为价值100亿美元的全球公司。公司。