盡管這場(chǎng)流行的全球疫情無疑加速了倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化--員工缺勤方面的挑戰(zhàn)，以及巨大的需求迫使公司探索更有效和更少勞動(dòng)密集型的工作方式--自動(dòng)化解決方案供應(yīng)商早在Covid-19這個(gè)詞出現(xiàn)在任何人的嘴邊之前就已經(jīng)在做很好的生意。

第一批自動(dòng)化存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)--計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)類似于在倉(cāng)庫(kù)和配送中心存儲(chǔ)和檢索物品的巨大自動(dòng)售貨機(jī)--早在20世紀(jì)60年代就已推出。隨著世界對(duì)消費(fèi)主義的接受，在接下來的幾十年里，自動(dòng)化穩(wěn)步深入到倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作中，以幫助訂單和履行過程中盡可能多的步驟。

但直到2000年，對(duì)自動(dòng)化的投資才出現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)：電子商務(wù)已經(jīng)到來。這種對(duì)購(gòu)物模式、客戶期望和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局的破壞被稱為 “亞馬遜效應(yīng)”，它的成功推動(dòng)了成熟的零售巨頭轉(zhuǎn)變他們的商業(yè)模式，并大量投資于他們自己的電子商務(wù)運(yùn)營(yíng)和倉(cāng)儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。

“其結(jié)果是一場(chǎng)自動(dòng)化革命。在倉(cāng)庫(kù)里，凡是人類要做的枯燥、骯臟或危險(xiǎn)（或可能是親愛的）的任務(wù)，現(xiàn)在都有一個(gè)機(jī)器人來完成。然而，你仍然會(huì)看到人類在那里忙碌。人類非常善于適應(yīng)。”康耐視物流視覺產(chǎn)品高級(jí)經(jīng)理本-凱瑞解釋說。例如，如果他們?nèi)ツ脰|西，卻把它弄掉了，他們知道他們要如何第二次拿起它。這種與生俱來的智能是極難建立在機(jī)械上的。

配備視覺系統(tǒng)的機(jī)器人仍然在各種基本的倉(cāng)庫(kù)任務(wù)中掙扎，而它們的人類同行卻覺得輕而易舉。其中很大一部分原因是工作和環(huán)境的純粹不一致。倉(cāng)庫(kù)或配送中心是一個(gè)快節(jié)奏、光線多變的工作場(chǎng)所，每天處理成千上萬的物品，以數(shù)千種不同的方式包裝，送往無數(shù)不同的目的地。

鑒于大多數(shù)機(jī)器視覺系統(tǒng)傳統(tǒng)上是為工廠開發(fā)的，它們?cè)谙嗤臈l件下無限期地重復(fù)識(shí)別和處理相同的物體，當(dāng)面對(duì)混亂的、動(dòng)態(tài)的物流世界時(shí)，它們會(huì)感到困惑，這并不奇怪。但是，最近，相機(jī)技術(shù)、機(jī)器視覺和深度學(xué)習(xí)的進(jìn)步已經(jīng)結(jié)合在一起，向許多更高層次的、傳統(tǒng)的人類職責(zé)進(jìn)軍。

更智能的分揀機(jī)

總部位于美國(guó)馬薩諸塞州納蒂克的康耐視，生產(chǎn)一系列機(jī)器視覺系統(tǒng)、軟件和傳感器，用于工廠和倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)測(cè)量、檢查、引導(dǎo)和識(shí)別。

其中一個(gè)例子是它的3D-A1000緊湊型快照智能相機(jī)，結(jié)合了二維和三維視覺，不需要困難的集成。這就是今天運(yùn)行的基于規(guī)則的軟件，使用3D和2D數(shù)據(jù)，并將它們鎖定在一起，中間有很多邏輯，"Carey說。它可用于識(shí)別分揀機(jī)上物體的存在或不存在，同時(shí)收集額外的有用信息。例如，破譯物體的三維屬性--大小、形狀、體積等--可以改善二維檢查，例如弄清包裝的標(biāo)簽在哪里。

總部位于德國(guó)弗萊堡附近的Sick公司是康耐視的一個(gè)密切競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，它的產(chǎn)品范圍同樣廣泛，可以滿足無數(shù)不同的倉(cāng)庫(kù)任務(wù)。例如，它的TriSpector 1000是一個(gè)三維三角測(cè)量相機(jī)，在傳送帶上經(jīng)過的物體上投射并記錄激光線，與康耐視的In-Sight 3D-L4000大致相當(dāng)。機(jī)器視覺的Sick市場(chǎng)產(chǎn)品經(jīng)理Ryan Morris解釋了TriSpector 1000和3D感應(yīng)的一些好處。他說：“在二維世界中，傳送帶上的一個(gè)卡住的標(biāo)簽看起來像一個(gè)物品，但在三維中，我們得到了高度信息，所以我們基本上可以忽略這個(gè)卡住的標(biāo)簽?！贝送猓?D傳感并不關(guān)心不同物體之間的低對(duì)比度或具有挑戰(zhàn)性的照明場(chǎng)景。

以 3D 方式掃描包裹

康耐視和 Sick 還為物流的發(fā)展趨勢(shì)提供了大量傳感器解決方案：移動(dòng)機(jī)器人。自動(dòng)導(dǎo)引車、自動(dòng)導(dǎo)引車以及越來越多的自主移動(dòng)機(jī)器人 (AMR) 經(jīng)常在倉(cāng)庫(kù)地板上滾動(dòng)。他們可能正在穿過過道以查明物品或檢測(cè)危險(xiǎn)溢出物，或執(zhí)行任何其他涉及裝載、分類、交付或取貨的任務(wù)。

自主移動(dòng)機(jī)器人在 2012 年首次亮相，當(dāng)時(shí)亞馬遜收購(gòu)了 Kiva Systems 的吊艙運(yùn)輸機(jī)器人。從那時(shí)起，該行業(yè)充斥著提供大量不同 AMR 解決方案的老牌和新公司，從 AutoGuide Robots 的無人駕駛叉車到波士頓動(dòng)力公司的狗狀四足 Spot 產(chǎn)品。視覺信息對(duì)于任何 AMR 的導(dǎo)航和功能都至關(guān)重要，這也是許多開發(fā)人員轉(zhuǎn)向 Cognex 和 Sick 的原因。例如，Morris 表示，Sick 的飛行時(shí)間和立體 3D 相機(jī) Visionary-T 和 Visionary-S 分別越來越多地用于倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用中的移動(dòng)機(jī)器人視覺，以提供比傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)更多的靈活性和信息。

倉(cāng)庫(kù)視覺系統(tǒng)的最新趨勢(shì)是推出具有更復(fù)雜車載處理的產(chǎn)品?？的鸵暤男滦?In-Sight 2800 具有與 Sick 的 InspectorP611 2D 傳感器類似的功能，可以進(jìn)行在線機(jī)器視覺檢查，就是一個(gè)很好的例子?！皩?duì)于物流來說，它是一種用于復(fù)雜分類的深度學(xué)習(xí)技術(shù)。”Carey 解釋道?！芭c傳統(tǒng)的基于規(guī)則的工具不同，它能夠應(yīng)對(duì)大量的變化?！币虼耍?，從使用 2D 相機(jī)查看 5 到 10 張圖像，In-Sight 2800 可以對(duì)混合的、傾斜的對(duì)象進(jìn)行分類，并提供輸出以對(duì)它們進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆诸悺?/p>

康耐視最先進(jìn)的物流產(chǎn)品之一是 In-Sight D900?！斑@是世界上首批可以運(yùn)行完整的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)算法的智能相機(jī)之一?！盋arey 說。由于智能相機(jī)本身部署了深度學(xué)習(xí)軟件，非程序員也可以使用，因此在物流方面，In-Sight D900 特別適合用于標(biāo)簽識(shí)別的光學(xué)字符識(shí)別。鑒于包裝來自多個(gè)國(guó)家和供應(yīng)商，并且使用多種印刷工藝制造，標(biāo)簽可能會(huì)嚴(yán)重變形、歪斜或蝕刻不良，從而使識(shí)別具有挑戰(zhàn)性?！澳憧梢韵胂螅泻芏嗖町?。”他說：“這就是深度學(xué)習(xí)在物流中真正發(fā)揮作用的地方?！?/p>

棘手的任務(wù)

其他公司也在擴(kuò)展倉(cāng)庫(kù)中計(jì)算機(jī)視覺的范圍，無論是在能力還是范圍方面。Fizyr 總部位于荷蘭代爾夫特，專注于開發(fā)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)視覺軟件，用于傳統(tǒng)上由人類執(zhí)行的拾取和放置任務(wù)。該公司于 2014 年從代爾夫特理工大學(xué)分拆出來的代爾夫特機(jī)器人公司開始。不久之后，該團(tuán)隊(duì)贏得了 2016 年亞馬遜揀貨挑戰(zhàn)賽——其目標(biāo)是制造一個(gè)自主機(jī)器人從倉(cāng)庫(kù)貨架上揀選物品，甚至比一個(gè)人?！暗髞砦覀円庾R(shí)到我們的深度學(xué)習(xí)能力是多么獨(dú)特，所以我們決定轉(zhuǎn)向一家只提供軟件的公司?！盕izyr 技術(shù)銷售顧問 Shubham Singh 說。

Fizyr 的深度學(xué)習(xí)算法能夠自動(dòng)處理從散裝中挑選的未知物體。“如果你看看包裹或雜貨，它們的形狀、大小、顏色、堆疊方式總是不同的，而機(jī)器人在這些情況下并不擅長(zhǎng)，因?yàn)樗鼈冃枰私庖獧z測(cè)、分割、挑選和放置哪些物品?！毙粮窠忉尩??！斑@就是Fizyr進(jìn)來的地方?！?/p>

Fizyr 軟件難以分割包裹

Singh 說，F(xiàn)izyr 的技術(shù)相對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是，即使在其他算法——甚至是人類——難以解決的情況下，它的準(zhǔn)確性也很高，例如從一堆重疊且顏色相似的物品中挑選物品。“我們的軟件使用有監(jiān)督的深度學(xué)習(xí)進(jìn)行訓(xùn)練，有數(shù)十萬張來自現(xiàn)實(shí)物流環(huán)境的圖像，是與我們的行業(yè)合作伙伴合作收集的，”他解釋說?！芭c機(jī)器人在旅途中學(xué)習(xí)的其他方法不同，我們確保最終用戶處于控制之中，并且機(jī)器人能夠?qū)W習(xí)我們希望它學(xué)習(xí)的所有東西?！?/p>

Fizyr 的軟件被全球 20 多家領(lǐng)先的系統(tǒng)集成商用于生產(chǎn)。Singh 表示，該技術(shù)與硬件無關(guān)，但需要工業(yè)級(jí) 2D 和 3D 立體相機(jī)進(jìn)行三角測(cè)量。因此，配備 Fizyr 軟件的機(jī)器人通?？梢蕴幚黼娮由虅?wù)、包裹服務(wù)和物流中的極端物體變化。他們執(zhí)行一系列傳統(tǒng)的人工任務(wù)，不僅在倉(cāng)庫(kù)中挑選各種 SKU，而且在機(jī)場(chǎng)進(jìn)行包裹處理、卸垛、卡車卸貨、混合放置甚至行李處理。

位于美國(guó)加利福尼亞州舊金山的 Rabot 是另一家在倉(cāng)庫(kù)視覺領(lǐng)域開拓利基市場(chǎng)的公司，專注于提高工人效率。Rabot 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席產(chǎn)品官 Sandeep Suresh 解釋說：“我們的唯一目標(biāo)是真正增強(qiáng)當(dāng)今現(xiàn)有的倉(cāng)庫(kù)運(yùn)營(yíng)，而不是實(shí)施可能具有破壞性的解決方案。”

“Rabot Pack 使用在包裝站上設(shè)置的現(xiàn)成工業(yè)級(jí)攝像頭，然后執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)以識(shí)別錯(cuò)誤和低效率，并驗(yàn)證訂單是否已正確包裝。“它真的是包裝工的虛擬助手。”他繼續(xù)說：“它可以直觀地驗(yàn)證包裝站中的所有不同物體，執(zhí)行簡(jiǎn)單的檢查以確保任何需要粘貼的標(biāo)簽、包裝材料或氣泡膜都已粘貼?！?/p>

Rabot 首席執(zhí)行官 Channa Ranatunga 正在觀看 Rabot Pack 的運(yùn)行情況。

安裝 Rabot Pack 的結(jié)果令人印象深刻，客戶報(bào)告稱其生產(chǎn)力在幾個(gè)月內(nèi)提高了 25% 至 50%，新員工培訓(xùn)速度更快，故障排除或解決客戶投訴的時(shí)間顯著減少。

與 Rabot 一樣，總部位于美國(guó)加利福尼亞州圣克拉拉的計(jì)算機(jī)視覺公司 Vimaan 也在提高倉(cāng)庫(kù)效率方面著眼大局。該公司擁有一套庫(kù)存跟蹤和驗(yàn)證技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)從物品到達(dá)到離開倉(cāng)庫(kù)的全過程和門到門的可視性。這些產(chǎn)品在貨盤和傳送帶、叉車甚至空中掃描和成像貨物和包裹，自動(dòng)無人機(jī)執(zhí)行倉(cāng)庫(kù)貨架的飛越。Vimaan 的解決方案完全消除了庫(kù)存管理中的人為錯(cuò)誤，并且可以為單個(gè)倉(cāng)庫(kù)節(jié)省數(shù)百萬美元的核銷費(fèi)用。

隨著這些以及更多的視覺技術(shù)降低了成本和錯(cuò)誤，并提高了整個(gè)倉(cāng)庫(kù)的效率，這就引出了一個(gè)問題：我們是否已經(jīng)接近人類不再需要踏入倉(cāng)庫(kù)的地步了？

“我認(rèn)為我們已經(jīng)到了那里。”莫里斯說：“我認(rèn)為現(xiàn)在沒有任何限制性技術(shù)，我們正在等待能夠做到這一點(diǎn)——現(xiàn)在更多的是關(guān)于意志力和整合，以使這一切成為現(xiàn)實(shí)?！?/p>

在美國(guó)亞馬遜機(jī)器人公司(Kiva System)Amazon Robotics，我們一直在重新構(gòu)想現(xiàn)在的樣子。我們看到了大局，設(shè)想了一個(gè)更好的局面，并建立了將復(fù)雜問題變成優(yōu)雅簡(jiǎn)單解決方案的聯(lián)系。我們現(xiàn)在朝著更智能，更快，更一致的客戶體驗(yàn)的方向推動(dòng)著亞馬遜以及整個(gè)行業(yè)向前發(fā)展。我們以無畏的決心，以切實(shí)可行的解決方案來解決這一不可能，我們今天將迎接明天的挑戰(zhàn)。我們現(xiàn)在重新想象。

Amazon Robotics成立于2003年，其理念是為了滿足電子商務(wù)中的消費(fèi)者需求，必須有一種更好的訂單履行解決方案。今天，該公司正在徹底改變亞馬遜在全球的運(yùn)營(yíng)。作為亞馬遜最大的東海岸研究與開發(fā)組織，亞馬遜機(jī)器人公司的發(fā)展速度超過了公司歷史上的任何時(shí)候，而且規(guī)模不斷擴(kuò)大，并擴(kuò)大了我們的技術(shù)章程。

我們所做的

Amazon Robotics是Amazon.com的全資子公司，可通過自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)更智能，更快，更一致的客戶體驗(yàn)。 Amazon Robotics使用多種機(jī)器人技術(shù)方法（包括自動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人，復(fù)雜的控制軟件，語言感知，電源管理，計(jì)算機(jī)視覺，深度感測(cè)，機(jī)器學(xué)習(xí)，對(duì)象識(shí)別和命令的語義理解）使履行中心的操作自動(dòng)化。

Amazon Robotics專注于研發(fā)，以不斷探索將其產(chǎn)品線擴(kuò)展到新領(lǐng)域的新機(jī)會(huì)，這些新機(jī)會(huì)將重新定義“ Now”的含義，并使Amazon繼續(xù)為客戶提供令人愉悅和驚奇的體驗(yàn)。

Amazon Robotics總部位于波士頓地區(qū)，位于機(jī)器人創(chuàng)新的中心，并已建立企業(yè)和學(xué)術(shù)合作伙伴關(guān)系，以支持整個(gè)機(jī)器人生態(tài)系統(tǒng)的創(chuàng)新，從而更快地將前沿技術(shù)引入該領(lǐng)域。