物流

AMR在物流領域的市場迅速增長，吸引了新的機器人制造商和物流軟件供應商。物流機器人的銷售在2019年蓬勃發展，銷售了75,000臺13，比2018年增長了42%。物流機器人的銷售占2019年專業服務機器人總單位銷售的43%。

大多數物流機器人被設計為在室內操作。設計用于戶外的機器人是一個挑戰，因為它們必須能夠穩定地瀏覽非常多變的表面，并在不斷變化的氣候條件下工作，如雨和霧以及突然爆發的明亮光線。然而，其他戶外領域的發展，如農業和國防機器人技術，可能會在未來的某個時候被物流業采用。還有一個快速發展的所謂"最后一英里物流"市場--從最后一個中央收集點到最終交付點之間的距離--我們將在下文中詳細討論。

對于尚未實現自動化的約95%的物流供應商來說，采用AMR的兩個關鍵動機是最大限度地利用現有空間和處理勞動力短缺問題。AMR供應商報告說，客戶使用AMR可以在相同的空間內處理兩倍的貨物量。隨著物流業的蓬勃發展，大多數公司都面臨著勞動力短缺、高峰期人手不足和高流動率等問題。一些公司報告說，AMR不僅填補了勞動力缺口，而且還提高了現有員工的留任率，因為他們不再需要搬運沉重的貨物和拖拽小車。AMR被用于在整個倉庫中運輸貨物，以及分揀和堆放貨物。

傳統上，物流中的自動導引車（AGV）以高度標準化的方式工作，遵循預先設定的引導路線，并使用統一的托盤和板條箱尺寸。自動導引車越來越多地被添加到車隊中或取代AGV。對以下應用的需求很高，如：拖動托盤；裝載和卸載托盤；以及履行訂單。大多數AMR是移動基地，但也使用拖曳機器人和帶叉車的AMR來移動托盤。

案例研究：物流

Fetch AMR在瓦錫蘭全球物流服務的分銷中心，圖片來源：Fetch Robotics

瓦錫蘭全球物流服務（WGLS）與DHL合作，管理其位于荷蘭Kampen的37,000平方米的中央配送中心的倉儲業務。Fetch Robotics的VirtualConveyor物料運輸解決方案及其AMR被引入到倉庫工作流程中，以簡化點對點的物料處理，使瓦錫蘭分銷中心的工人每天多走30多公里，同時提高他們的生產力。

荷蘭CEVA物流公司的Locus AMRs

CEVA物流公司在其荷蘭的倉庫正在使用Locus公司的機器人小車。機器人與CEVA的倉庫管理系統相連，并自動和持續地審查和合并訂單，計算出通過倉庫的最佳路徑，以實現最大的揀選效率。訂單和所需產品的位置--最初是家庭用品和服裝--顯示在屏幕上，供倉庫工作人員挑選和掃描產品。工作人員在不到五分鐘的時間里學會了使用該系統，該系統具有多語言界面。機器人可以被編程為來到最近的同事身邊，后者在指定的區域內為多個機器人進行挑選。

諾和諾德中國的MiR AMRs，圖片來源。 MiR

醫療保健公司諾和諾德在其位于中國天津的工廠安裝了一支由MiR500 AMR組成的車隊，將一排排包裝材料運送到一系列高架貨架上，由專門的叉式叉車將托盤吊起并放入貨架。這些機器人配備了先進的激光掃描技術、3D攝像機、內置傳感器和復雜的軟件，可以分析兩個工廠之間長長的過道中的環境，使它們能夠避開障礙物，自主地找到通往目的地的最佳途徑。AMRs每周至少為工廠節省了35個小時，使人類工人能夠將他們的技能集中在更有價值的活動上。點擊這里查看完整的案例研究。

利用AMR完成訂單的新模式正在出現。AGV已經在電子商務的物流和倉庫管理的"貨物到人"模式中使用了一段時間。一些電子商務公司，如亞馬遜和Ocado，擁有巨大的、高效的貨到人模式，使用數以千計的AGV，按照預先確定的路線，集中管理。使用AMR的較新發展是"機器人到人"模式，其中AMR是履行個人訂單的中心點。AMR從訂單執行系統中獲得客戶訂單，并在第一件物品的區域內找到最近的揀選機。揀貨員找到所需物品，進行掃描并將其放入AMR的購物車。AMR移動到下一個揀貨員處，以獲取下一個物品，并以這種方式繼續下去，直到完成訂單。也可以使用貨物到人和"機器人到人"模式的組合。傳統上投資于AGV完成訂單的公司對AMR供應商進行了一些收購--比如亞馬遜2019年對AMR供應商Canvas Technology的收購。

車隊管理軟件，正如我們上面指出的，可用于管理移動機器人車隊，或擴大到涵蓋機器人與之互動的其他硬件和機器，也在迅速發展，使物流供應商更容易實現整個物流運作的自動化。

正如我們在上文中指出的，對小批量、短周轉時間的定制產品需求的增加，正在改變一些制造商的生產運營結構。這當然對物流供應商產生了下游的連鎖反應。傳統上，物流是以類似的線性方式組織的，由固定的傳送帶從一個站點通往另一個。處理小型、非標準貨物的壓力越來越大，促使一些物流企業從固定傳送帶轉向AMR，AMR使他們具有越來越大的靈活性，可以快速重新設計物流過程中的各個站點--盡管傳送帶可能仍然在這個過程中發揮作用。

新的電子商務公司更有可能從一開始就考慮使用AMR，因為他們沒有對傳統設備的現有投資。現有物流硬件的制造商，如傳送帶和叉車，也在使其車輛自動化，有時與專業軟件公司合作。同時，一些傳送帶制造商正在調整他們的產品，使之與靜態機器人（如拾取和放置機器人）更加兼容。

Twinswheel送貨機器人，圖片來源：Twinswheel

在過去的幾年里，揀選機器人取得了巨大的進步，它們現在能夠迅速地識別要拾取的物品，找出如何拾取它們，并應用正確的運動。在許多情況下，它們是在物體移動時進行的，例如在傳送帶上。拾取和放置的技術非常復雜，使用三維視覺、圖像識別算法（主要通過監督學習訓練，盡管正如我們前面所指出的，在無監督學習方面正在進行開發，這將使機器人能夠自己找出要拾取的物體）和路徑規劃算法來確定接近和正確的抓取角度和力量。拾取和放置機器人通常是靜態的，由AMR提供給生產線并運輸揀選的貨物。在未來，我們可能會看到在移動基地上使用機器人手臂的拾取和放置應用。這些發展也非常適用于零售環境，我們將在下面討論。

如上所述，人們相當關注物流鏈中的"最后一公里"，即最后一個分揀中心和收件人之間。最后一公里配送的自動化帶來了挑戰。機器人必須能夠在戶外環境中與其他車輛和行人安全互動。它不能造成傷害，但同樣，它必須能夠承受惡意的對待。現有的最后一公里機器人大多是輪式的，這意味著它們不能夠瀏覽臺階--例如上到房門。如果收件人不能從街上撿起包裹，這就容易造成包裹的丟失。然而，這是一個不斷增長的行業，在COVID-19大流行期間，快遞機器人的使用推動了這一行業。展望未來，我們將看到越來越多的智能被納入車隊管理系統--例如，找出在車隊中發送AMR進行充電的最佳時間，以及何時選擇一個AMR而不是另一個。車隊管理系統有可能在某個時候包括語音控制，盡管這還需要一段時間，因為語言處理是高度復雜和資源密集型的。

在未來五年內，我們可以預期物流業的AMR的大多數發展都與車隊內和車隊之間的機器以及與其他機器之間的互操作性增加有關。正如我們前面所指出的，這可能是安裝更復雜的移動自動化方案的總體成本的一個重要部分。傳感器等部件的成本應逐漸降低，傳感器和視覺控制系統等部件的安全標準也將發展。人們也在關注減少移動自動化的能源消耗。目前，自動化倉庫的總能源需求中約有65-70%用于為邊緣計算（數據在機器人或其他機器附近單獨處理）和各種傳感器供電。

各種類型的傳感器

在更長的時間范圍內，我們還可以期待機器人和自動化使物流供應商進入制造業的定制階段--例如雕刻、刺繡或壓花。當這成為現實時，帶有機器人手臂的AMR可能會發揮重要作用。

衛生保健

AMR越來越多地被用來在整個醫院里運送床單和藥品。雖然AGV沿著導向軌道在醫院的地下室工作了一段時間，但AMR在醫院里自主導航，例如將藥品運送到病房的護士站。通常情況下，護士或藥劑師將藥品裝入和卸下AMR，但隨著上述更復雜的揀選技術變得無處不在，機器人將揀選藥品并自己裝入運輸機。機器人向病人運送藥物和其他材料，節省了護士取藥和搬運的寶貴時間，并使醫院能夠更好地跟蹤每個病人得到了哪些藥物。

SeRoTi護理車，圖片來源：Fraunhofer IPA

自主清潔和消毒機器人也在醫院中廣泛使用。一些制造商提供了移動式地板清潔機器人，COVID-19大流行病迅速加速了它們在醫院的使用。清潔機器人擦洗、清掃和吸塵地板。同時，消毒機器人的銷售在COVID-19大流行期間蓬勃發展，2020年有超過30種來自不同制造商的新消毒機器人類型被注冊。大多數使用高頻紫外線（UV-C），但也有一些噴灑消毒劑。

AMR也被用來協助醫生和護士--例如，一個配備有機械臂的移動機器人基地可以被編程來進行簡單的診斷測量，如病人的溫度。配備有計算機屏幕的移動基地可以跟隨護士或自主導航到病人的床前，將病人與遠處的醫生聯系起來。這不僅允許更有效的專家咨詢--因為醫生可以看到病人并與之互動，而不是根據病人的筆記工作--它還可以與可能具有高度傳染性的病人進行醫療互動。

協作機器人在醫學實驗室中已經使用了一段時間，幫助科學家完成繁瑣的、重復性的、需要高度精確的工作，如用吸管將樣本轉移到試管中。將協作型機器人手臂與移動底座結合起來，可以提高實驗室的靈活性--機器人可以取走和搬運樣品和其他醫療材料，也可以執行典型的機器人實驗室分析任務，如移液和裝載離心機。ABB正在德克薩斯醫學中心試用這一概念，而利物浦大學的研究人員已經開發出一種移動實驗室機器人，它可以自主地進行實驗，使用人工智能算法，根據之前的實驗結果決定進行哪種實驗。