亚马逊仓库里的「小革命」:服务好机器人,才能让人类更安全

商业

01-23 22:20

70 多年前,科幻小说家阿西莫夫就在科幻小说里,为高智能机器人设定了三个规则:

第一,机器人不得伤害人类,或坐视人类受到伤害;

第二,除非违背第一法则,否则机器人必须服从人类命令;

第三,除非违背第一或第二法则,否则机器人必须保护自己。

这个著名的机器人三定律有很多需要推敲的地方,但它符合人类对未来的期许:在人工智能机器人和人类共处的时候,人占据不容置疑的主宰地位。

不过,在机器人已经大范围应用的工业领域,却出现了和这种想法背道而驰的现象。

亚马逊给仓库员工配备「机器人科技背心」,帮机器人识别人类

2012 年,亚马逊以 7.75 亿美元的价格收购了 Kiva System 公司,后者以做仓储机器人闻名。Kiva System 更名为 Amazon Robotics。

2014 年,亚马逊开始在仓库中全面应用 Kiva 机器人,提高物流处理速度。

Kiva 和我们印象中的机器人不太一样,它就像一个放大版的冰壶,顶部有可顶起货架的托盘,底部靠轮子运动。

▲ Kiva 机器人. 图片来自:华尔街日报

这个看起来不起眼的机器人却有巨大的能量,Kiva 依靠电力驱动,可以抬起最多重 3000 磅(约 1.3 吨)的货架,并根据远程指令在仓库内自主运动,把目标货架从仓库移动到工人处理区,由工人从货架上拿下包裹,完成最后的拣选、二次分拣、打包复核等工作。之后,Kiva 机器人会把空货架移回原位。电池电量过低时,Kiva 还会自动回到充电位给自己充电。

▲ 在仓库中工作的 Kiva 机器人. 图片来自:Quartz

亚马逊有世界上最大的仓库,据公开数据显示,截至 2017 年底,亚马逊的仓库和数据中心面积接近 2 亿平方英尺(1858 万平方米)。

Kiva 机器人也被用到了各大转运中心,目前亚马逊的仓库中有超过 10 万台 Kiva。它们就像一群勤劳的工蚁,在仓库中不停地走来走去,搬运货物。

如何让「工蚁」们不在搬运货架的过程中相撞,是 Kiva System 的核心技术之一,过去很长一段时间内,它们几乎是唯一的能把复杂的硬件和软件集成到一个精巧的机器人中的公司。

但是,如何让 Kiva 机器人和人类员工协同工作,就是一个新问题了。

Kiva 在搬运货物的过程中,会出现机器人突然死机或包裹从货架掉出来的偶发状况,这个时候就需要人类员工来帮忙。但是,周围尚在工作中的上百台 Kiva 对人类工作人员是个巨大的挑战。

过去,当机器人出现故障需要人工协助时,需要机器人工程师将「出事区域」划分出来,并将这块区域设为机器人行进路线中的禁区,之后,工作人员才能进场处理问题。

最近,亚马逊提出了一个新的解决方案:给仓库内的员工配备「机器人科技背心」(Robotic Tech Vest),背心上有可供机器人识别的传感器,穿上后,仓库员工就可以被 Kiva 机器人识别了。

装备机器人科技背心后,工作人员可以随时进场,Kiva 机器人会在很远的地方识别出来人类,并实时更新自己的行进路线,避开工作人员。

亚马逊表示,过去一年,机器人科技背心已经被引入了 25 个城市,它们的应用「非常成功」。

怎样让机器人和人类协同工作?以机器人为中心

机器人会取代人类吗?

除了 Kiva,亚马逊还在仓库中应用了机械臂,它们可以根据指令从货架上拿取商品,放进塑料盒,再放到传动带上。另一端,负责打包的机械臂将这些商品装进纸盒,准备送给客户。目前,机械臂还只能拣取标准尺寸的盒子。

▲ 图片来自:《纽约时报》

机器人可以无眠无休,而且保持 99% 以上的准确率。亚马逊仓库中的很多环节得以自动化。

在仓库中大规模应用机器人后,亚马逊开始面对来自蓝领工人和政府关于机器人抢了人类工作的担忧。

Amazon Robotics 的首席技术专家 Tye Brady 回答过这个问题:

机器人会不会替代人类?不会。越多的机器人被用到我们的仓库中,就会有越多的工作工位被创造。因为机器人不会自己造机器人,人类设计、制造、应用、帮助它们,最重要的是,人和机器人协同工作可以带来更多的增长,而增长就意味着工作。

从目前的状况来看,Brady 并不是在掩饰真相。据《纽约时报》报道,截至 2017 年,自从引进 Kiva 机器人之后,亚马逊美国仓库增加了 8 万名员工,总仓库员工超过 12.5 万。亚马逊还说公司会继续招人。

过去在仓库中分拣商品的员工,经过培训成了机器人的监督员和「保姆」。每位员工同时照看多台机器人,他们要保证机器人有东西可搬,并在机器人出故障时要及时修理。

▲ 图片来自:《纽约时报》

人类和机器人成了协作关系,在协作过程中,如何保证人类的安全就成了最基本也是最重要的需求。

2018 年 12 月,亚马逊的仓库中发生过一起严重的事故,一台机器人刺穿了一罐坠落的驱熊喷雾,释放出大量浓缩的辣椒素,直接导致附近的工人呼吸困难。这起事故导致 24 名员工被送往医院,其中一人伤势严重。

亚马逊在当时遭遇了尖锐地批评。而如何让机器人与人类和平共处,尤其是保护人类的安全,也在这次事故后被重新讨论。

目前,关于机器人安全性的研究主要有三个方向:第一,降低机器人的结构刚度,使机器人具有良好的柔顺性,这可以有效降低机器人和人发生意外碰撞时的伤害性;第二,让机器人具备准确、快速的环境判断及反应能力,主要做法是为机器人增加更多的传感器,并编写更智能的控制算法;第三,智能化的柔顺控制系统,即进一步建立准确的数学模型,实现精确的刚度及交互力控制。

▲ 制造集成传感器的「软」机器人是巨大的挑战. 图片来自:Ryan L. Truby/Harvard University

驱熊喷雾事件后,WIRED 爆料,这并不是亚马逊的机器人第一次出意外。至少在 2015 年和 2018 年早些时候,亚马逊工厂内就出现过类似的事情。

对于已经在大规模应用机器人的亚马逊来说,如何以低成本、可操作的方法,保证人机协作中人类员工的安全是更值得考虑的事情。

目前主流的研究依赖材料科学、传感器的进步,以及人工智能算法的跨越式发展。而亚马逊让人类员工穿戴含传感器的外设,可能带来了一种新的思路:在协调机器人和人的行动时,还可以以机器人为主导。

 

题图来自:Time Magazine

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