物流

AMR在物流领域的市场迅速增长，吸引了新的机器人制造商和物流软件供应商。物流机器人的销售在2019年蓬勃发展，销售了75,000台13，比2018年增长了42%。物流机器人的销售占2019年专业服务机器人总单位销售的43%。

大多数物流机器人被设计为在室内操作。设计用于户外的机器人是一个挑战，因为它们必须能够稳定地浏览非常多变的表面，并在不断变化的气候条件下工作，如雨和雾以及突然爆发的明亮光线。然而，其他户外领域的发展，如农业和国防机器人技术，可能会在未来的某个时候被物流业采用。还有一个快速发展的所谓"最后一英里物流"市场--从最后一个中央收集点到最终交付点之间的距离--我们将在下文中详细讨论。

对于尚未实现自动化的约95%的物流供应商来说，采用AMR的两个关键动机是最大限度地利用现有空间和处理劳动力短缺问题。AMR供应商报告说，客户使用AMR可以在相同的空间内处理两倍的货物量。随着物流业的蓬勃发展，大多数公司都面临着劳动力短缺、高峰期人手不足和高流动率等问题。一些公司报告说，AMR不仅填补了劳动力缺口，而且还提高了现有员工的留任率，因为他们不再需要搬运沉重的货物和拖拽小车。AMR被用于在整个仓库中运输货物，以及分拣和堆放货物。

传统上，物流中的自动导引车（AGV）以高度标准化的方式工作，遵循预先设定的引导路线，并使用统一的托盘和板条箱尺寸。自动导引车越来越多地被添加到车队中或取代AGV。对以下应用的需求很高，如：拖动托盘；装载和卸载托盘；以及履行订单。大多数AMR是移动基地，但也使用拖曳机器人和带叉车的AMR来移动托盘。

案例研究：物流

Fetch AMR在瓦锡兰全球物流服务的分销中心，图片来源：Fetch Robotics

瓦锡兰全球物流服务（WGLS）与DHL合作，管理其位于荷兰Kampen的37,000平方米的中央配送中心的仓储业务。Fetch Robotics的VirtualConveyor物料运输解决方案及其AMR被引入到仓库工作流程中，以简化点对点的物料处理，使瓦锡兰分销中心的工人每天多走30多公里，同时提高他们的生产力。

荷兰CEVA物流公司的Locus AMRs

CEVA物流公司在其荷兰的仓库正在使用Locus公司的机器人小车。机器人与CEVA的仓库管理系统相连，并自动和持续地审查和合并订单，计算出通过仓库的最佳路径，以实现最大的拣选效率。订单和所需产品的位置--最初是家庭用品和服装--显示在屏幕上，供仓库工作人员挑选和扫描产品。工作人员在不到五分钟的时间里学会了使用该系统，该系统具有多语言界面。机器人可以被编程为来到最近的同事身边，后者在指定的区域内为多个机器人进行挑选。

诺和诺德中国的MiR AMRs，图片来源。 MiR

医疗保健公司诺和诺德在其位于中国天津的工厂安装了一支由MiR500 AMR组成的车队，将一排排包装材料运送到一系列高架货架上，由专门的叉式叉车将托盘吊起并放入货架。这些机器人配备了先进的激光扫描技术、3D摄像机、内置传感器和复杂的软件，可以分析两个工厂之间长长的过道中的环境，使它们能够避开障碍物，自主地找到通往目的地的最佳途径。AMRs每周至少为工厂节省了35个小时，使人类工人能够将他们的技能集中在更有价值的活动上。点击这里查看完整的案例研究。

利用AMR完成订单的新模式正在出现。AGV已经在电子商务的物流和仓库管理的"货物到人"模式中使用了一段时间。一些电子商务公司，如亚马逊和Ocado，拥有巨大的、高效的货到人模式，使用数以千计的AGV，按照预先确定的路线，集中管理。使用AMR的较新发展是"机器人到人"模式，其中AMR是履行个人订单的中心点。AMR从订单执行系统中获得客户订单，并在第一件物品的区域内找到最近的拣选机。拣货员找到所需物品，进行扫描并将其放入AMR的购物车。AMR移动到下一个拣货员处，以获取下一个物品，并以这种方式继续下去，直到完成订单。也可以使用货物到人和"机器人到人"模式的组合。传统上投资于AGV完成订单的公司对AMR供应商进行了一些收购--比如亚马逊2019年对AMR供应商Canvas Technology的收购。

车队管理软件，正如我们上面指出的，可用于管理移动机器人车队，或扩大到涵盖机器人与之互动的其他硬件和机器，也在迅速发展，使物流供应商更容易实现整个物流运作的自动化。

正如我们在上文中指出的，对小批量、短周转时间的定制产品需求的增加，正在改变一些制造商的生产运营结构。这当然对物流供应商产生了下游的连锁反应。传统上，物流是以类似的线性方式组织的，由固定的传送带从一个站点通往另一个。处理小型、非标准货物的压力越来越大，促使一些物流企业从固定传送带转向AMR，AMR使他们具有越来越大的灵活性，可以快速重新设计物流过程中的各个站点--尽管传送带可能仍然在这个过程中发挥作用。

新的电子商务公司更有可能从一开始就考虑使用AMR，因为他们没有对传统设备的现有投资。现有物流硬件的制造商，如传送带和叉车，也在使其车辆自动化，有时与专业软件公司合作。同时，一些传送带制造商正在调整他们的产品，使之与静态机器人（如拾取和放置机器人）更加兼容。

Twinswheel送货机器人，图片来源：Twinswheel

在过去的几年里，拣选机器人取得了巨大的进步，它们现在能够迅速地识别要拾取的物品，找出如何拾取它们，并应用正确的运动。在许多情况下，它们是在物体移动时进行的，例如在传送带上。拾取和放置的技术非常复杂，使用三维视觉、图像识别算法（主要通过监督学习训练，尽管正如我们前面所指出的，在无监督学习方面正在进行开发，这将使机器人能够自己找出要拾取的物体）和路径规划算法来确定接近和正确的抓取角度和力量。拾取和放置机器人通常是静态的，由AMR提供给生产线并运输拣选的货物。在未来，我们可能会看到在移动基地上使用机器人手臂的拾取和放置应用。这些发展也非常适用于零售环境，我们将在下面讨论。

如上所述，人们相当关注物流链中的"最后一公里"，即最后一个分拣中心和收件人之间。最后一公里配送的自动化带来了挑战。机器人必须能够在户外环境中与其他车辆和行人安全互动。它不能造成伤害，但同样，它必须能够承受恶意的对待。现有的最后一公里机器人大多是轮式的，这意味着它们不能够浏览台阶--例如上到房门。如果收件人不能从街上捡起包裹，这就容易造成包裹的丢失。然而，这是一个不断增长的行业，在COVID-19大流行期间，快递机器人的使用推动了这一行业。展望未来，我们将看到越来越多的智能被纳入车队管理系统--例如，找出在车队中发送AMR进行充电的最佳时间，以及何时选择一个AMR而不是另一个。车队管理系统有可能在某个时候包括语音控制，尽管这还需要一段时间，因为语言处理是高度复杂和资源密集型的。

在未来五年内，我们可以预期物流业的AMR的大多数发展都与车队内和车队之间的机器以及与其他机器之间的互操作性增加有关。正如我们前面所指出的，这可能是安装更复杂的移动自动化方案的总体成本的一个重要部分。传感器等部件的成本应逐渐降低，传感器和视觉控制系统等部件的安全标准也将发展。人们也在关注减少移动自动化的能源消耗。目前，自动化仓库的总能源需求中约有65-70%用于为边缘计算（数据在机器人或其他机器附近单独处理）和各种传感器供电。

各种类型的传感器

在更长的时间范围内，我们还可以期待机器人和自动化使物流供应商进入制造业的定制阶段--例如雕刻、刺绣或压花。当这成为现实时，带有机器人手臂的AMR可能会发挥重要作用。

卫生保健

AMR越来越多地被用来在整个医院里运送床单和药品。虽然AGV沿着导向轨道在医院的地下室工作了一段时间，但AMR在医院里自主导航，例如将药品运送到病房的护士站。通常情况下，护士或药剂师将药品装入和卸下AMR，但随着上述更复杂的拣选技术变得无处不在，机器人将拣选药品并自己装入运输机。机器人向病人运送药物和其他材料，节省了护士取药和搬运的宝贵时间，并使医院能够更好地跟踪每个病人得到了哪些药物。

SeRoTi护理车，图片来源：Fraunhofer IPA

自主清洁和消毒机器人也在医院中广泛使用。一些制造商提供了移动式地板清洁机器人，COVID-19大流行病迅速加速了它们在医院的使用。清洁机器人擦洗、清扫和吸尘地板。同时，消毒机器人的销售在COVID-19大流行期间蓬勃发展，2020年有超过30种来自不同制造商的新消毒机器人类型被注册。大多数使用高频紫外线（UV-C），但也有一些喷洒消毒剂。

AMR也被用来协助医生和护士--例如，一个配备有机械臂的移动机器人基地可以被编程来进行简单的诊断测量，如病人的温度。配备有计算机屏幕的移动基地可以跟随护士或自主导航到病人的床前，将病人与远处的医生联系起来。这不仅允许更有效的专家咨询--因为医生可以看到病人并与之互动，而不是根据病人的笔记工作--它还可以与可能具有高度传染性的病人进行医疗互动。

协作机器人在医学实验室中已经使用了一段时间，帮助科学家完成繁琐的、重复性的、需要高度精确的工作，如用吸管将样本转移到试管中。将协作型机器人手臂与移动底座结合起来，可以提高实验室的灵活性--机器人可以取走和搬运样品和其他医疗材料，也可以执行典型的机器人实验室分析任务，如移液和装载离心机。ABB正在德克萨斯医学中心试用这一概念，而利物浦大学的研究人员已经开发出一种移动实验室机器人，它可以自主地进行实验，使用人工智能算法，根据之前的实验结果决定进行哪种实验。