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人机合一的亚马逊仓库,会是自动化的未来吗?

来源:猎云网 2019-06-13
我们人类必须像机器适应我们一样适应机器。

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他们都叫我“机器人大师”。我抓起一个扁平的包裹,把它的条形码放在红色激光点下扫描,然后把它放在一个小的橙色机器人上。我按下左边的按钮,然后放开机器人来完成我的投标。地板上分布着300多个矩形孔,每一个都对应着相应的邮政编码。当机器人到达位置时,它会启动自己的小传送带,包裹从后面滑下,然后沿着斜槽滑到下面的地板上,在那里它可以被装载到卡车上进行运输。

这不是机器人实验室的实验系统。在这个离丹佛机场不远的亚马逊分拣设施里,这些真实的包裹将在真正机器人的帮助下送到真实的人类手中。我和我的机器人朋友刚刚成功地把一个包裹寄给了科罗拉多州的某个客户。

从上方看,整个系统的规模令人眼花缭乱。我的机器人,一个被称为驱动器的短粗移动平板,仅仅是成百上千种机器人中的一类。这些机器人挤满了占地12.5万平方英尺、布满溜槽的“田地”。这是一首电动呼啸的交响曲,机器人在交叉路口停下来,把包裹送到斜槽上。每次“任务”结束后,它们都会在周边的车站排成一个整齐的队列,等待人类扫描一个新的包裹,再次装载机器人,然后再派它们执行另一个任务。

你不必看得太远,就能见证亚马逊快递背后无形的物流发生了多么大的变化。在大楼的另一边,有四个人在按老办法做事,站在装有包裹的斜槽底部。他们疯狂地拿起包裹,盯着每个包裹上的标签,然后把它们送到适当的滑槽。在滑槽的底部,更多的人抓起包裹并将它们堆在托盘上以便运送。这一切都是极其劳动密集的,总之一句话:是混乱的。

亚马逊需要这种机器人系统来增强订单履行过程,使当天交货成为一个普遍的现实。但这一影响正是现代劳动的本质:人类和机器人正在融合成一个有凝聚力的劳动力,一个承诺利用双方独特技能的劳动力。这是一种熟悉的焦虑,随着机器人变得越来越先进,它们也必然会迫使越来越多的人失业。但事实上,这并不是那么简单。

真希望勒德分子能看到我们履行在线订单(勒德分子:工业革命时期,因机器替代人力而失业的技术工人)。

“数独”难题

在某种程度上,这个科罗拉多仓库是机器人的里程碑。它不是你现在可能已经听说过的亚马逊履行中心,它是一个分类设施,接收所有包裹,并将它们放在卡车上,送达到你的手中。区别很重要:这些轮式驱动器并不能很好地操作你的洗发水、书籍和T恤。简单来说,它们就是骡子。

非常非常精细的骡子。云中的系统,有点像空中交通管制系统,协调每一个机器人穿过地面的路线,同时注意到来自其他路线上驱动器的潜在干扰。这个协调系统还决定了机器人何时应该停止工作并停靠在充电器上,以及何时应该恢复工作。有时,路线选择会变得更加复杂,因为人口特别多的邮政编码区会有多个滑槽,所以系统需要考虑交通模式来决定机器人应该访问哪个门户。

“这基本上是一个非常大的数独难题,”亚马逊机器人技术应用部高级经理Ryan Clarke说。“你希望每一列和每一行都有相同数量的投掷。如何确保每一行和每一列看起来完全相等呢?”最终目标是通过均匀地分布整个现场的交通来最小化拥挤。因此,除了调整机器人的路线外,系统还可以根据需要切换滑槽的分配,这样机器人和人类分拣员都不会遇到任何瓶颈。

为了描绘出所有这些疯狂,亚马逊进行了一系列模拟。反过来,它们会告诉驱动器本身应该如何工作。最佳速度是多少?考虑到你想让机器人在保持互不碰撞的情况下尽可能高效地交货,最佳的加速和减速是什么?毕竟,一次撞击可能会把一个包裹扔到地上,其他机器人会用视觉传感器发现这个包裹,然后绕行,这又给这个领域增加了一层复杂性。(顺便说一下,机器人的传送带两端都有传感器,因此如果包裹开始从侧面滑落,传送带就会自动接合,把包裹拉回来。)

诱惑可能是让这些机器尽快运转。“但就像在旧金山市中心有一辆法拉利,你所做的就是停下来,”Clarke说。“我们研究了将其调整到许多不同的参数,发现更多的速度和加速度实际上产生了反向效应。它们只是互相碰撞,造成更多的问题。”

准备好应对更复杂的情况了吗?亚马逊不得不调整自己建造的空间,以保持机器的“快乐”。例如,人们在大楼的另一边以旧方式做事,喜欢享受透过天窗照射进来的阳光。然而,在机器人的场地上方,天窗被遮住了,因为强光可能会使机器的传感器脱落。为了导航,它们用腹部的摄像头读取地面上的二维码。甚至连悬挂在屋顶上的空调也进行了改装。在人工区域,它们直接向下吹气,但在机器人上方,它们向侧面吹气,因为阵风可以把轻包裹从机器的传送带上吹下来。

更糟的是,像液体这样不稳定的包装可能会使系统陷入混乱。因此,尽管该系统是自动化的,但人类仍然在场地下面的平板屏幕上监控机器人,并对危机作出反应。“想想如果我有一个包裹,里面有一加仑的油漆,包裹被损坏后,油漆会从其中一个滑槽里漏出来,”分拣中心总经理Steve McDonnell说。“几分钟之内,我就可以关闭那个滑槽,将驱动器重新定向到另一个滑槽。”

关键是灵活性

这里的关键是灵活性。机器人路径的灵活性、目的地的灵活性、同时在场的机器人数量。例如,你可能认为外面的机器越多越好。亚马逊可以同时部署多达800个驱动器,但这可能会像城市交通一样造成场地堵塞。相反,他们通常操作400或500辆车,其他车则停在一边,等待进入。

除了协调机器人本身之外,还有一个问题就是如何使它们成为人类员工的好同事。人类的工作是把包裹放在场地下6英尺高的盒子里,注意不要先把沉重的包裹扔进去。为了使这项工作易于管理,机器人必须在多个滑槽之间为特定的邮政编码分配包裹,因此给定的滑槽不会溢出。同时,系统会考虑如何在出发时间之前将包裹放在楼下,这样工人就不必四处寻找。

McDonnell说:“同事和驱动器之间的交互几乎就像是一个三维象棋集,因为你可以优化驱动器场,但是你也可以让场地下的同事工作更难。”

在整个场地里,一个名为Robin的机器人原型手臂,位于传送带的末端。它的“手”是一个真空机械手,被设计成可以处理挂箱和扁平包装。

这个机械臂是一个测试,以进一步自动化装配流程。其想法是传送带将包裹传送到机械臂上,然后机械臂装载驱动器。高级技术项目经理Rob Whitten说:“我们将以与人类不同的方式训练它。我们不会只给它一堆从斜道上下来的东西,我们会选择各种各样的包裹。”当然,对于它无法操作的包裹,比如太重或形状怪异,人类会介入帮助。

当我沿着机器人装载机的流水线走下去的时候,我遇到一个工人,他把一个破碎的盒子放在一边,盒子里的东西都洒了出来。有能力的人可以在这里做两件事:用他解决问题的能力说,“有问题,我需要把这些放在一边”,然后用非常精细的运动技能操纵这些物体。

这种机器人既没有解决问题的能力,也没有良好的运动技能。想象一下,如果干净的洗衣液在一个包裹里破了,并且浸透了盒子的底部。人类可能会在看到洗涤剂之前闻到它的味道或感觉到它的粘性。一只依靠视觉的机器人手臂会忽略这个问题,把包裹装到一个驱动机器人上。

即使它们看起来有判断力,机器人仍然很难操纵复杂的物体。这就是为什么亚马逊在这里选择保持简单,并没有选择模仿人类的手。在相当长的一段时间内,人类还是需要操纵这些机器人的手臂。

底线是:我们人类必须像机器适应我们一样适应机器。我们的事业取决于它。

亚马逊运行模拟程序,以找出如何让他们的人类工人在装载机器人时感到舒适。这包括从人体工程学的角度看它们的运动范围和安全性。或者像这样的问题,比如人类如何最好地抓起一个包裹,扫描它,放置它,然后伸手去点击发送机器人的按钮。亚马逊机器人技术副总裁Brad Porter说:“让机器人和人类的工作之间无缝衔接是一种艺术。”

自动化的未来

这是一种动态环境,非常适合亚马逊下一代系统的开发。该公司正在研制一种新型的模块化机器人,称为“Xanthus”,它有不同的附件,比如说,用集装箱代替传送带。从某种意义上说,这台机器将弥合履行中心和分类中心之间的鸿沟,在前者,人类用手将产品装载到箱子中,而后者则主要处理组装好的箱子。

Porter说:“你可以看到,也许再加上一个传感器平台,你就可以拥有一个自动化系统。”但你也可以拿着同样的装置,用传送带代替手提袋运输装置,并将其部署在分拣中心。

亚马逊的巨大优势在于:它有足够的资金和人才在内部开发机器人,为每个机器人量身定做以解决亚马逊特有的问题。其他仓库也开始进行机器化,但他们正在与其他公司的机器开展合作。例如,令人印象深刻的波士顿动力公司很快将提供一个名为Handle的提箱机器人。但它是一个多面手的机器,不是专门为一个客户开发的。

另一方面,亚马逊可以迭代机器人,直到它完全适应特定的任务。“这些机器人为他们自己的环境所打造的,”市场研究公司IDC的服务机器人研究主管John Santagate说。“很难制造出任何一种适合所有环境的产品。”

他们雇佣的每一个面对机器角色的工人都在做其他人从未做过的事情,在此之前,该机构的低级别工人被提升来帮助监督他们周围的巨大系统,以及与之紧密结合的人类。Porter说:“全自动或高度自动化的履行中心并不是我们要实现的目标。我们是否看到更高级别的自动化水平?是的,我认为随着我们系统能力的提高,这一点将会增加。”

不过,这是个大问题。这种自动化必然会完全取代人类的工作,还是只取代部分工作?“大多数研究似乎表明,自动化的发展方向是技能的替代,而不是工作,”R.David Edelman说,他曾是奥巴马总统数字经济战略的特别助理,现在是麻省理工学院技术、经济和国家安全项目的负责人。“这意味着,亚马逊可以重新雇佣这些人,或者利用他们在同一份工作中已有的其他技能。”

如今,人力不足的行业需要自动化才能生存。消费者仍然需要新鲜农产品,但加利福尼亚州的农场面临着20%的劳动力短缺,并且越来越多地转向农业机器人。亚马逊的生意蒸蒸日上,美国的失业率也达到了历史最低水平,所以劳动力有很多工作可供选择。Santagate说:“对这家公司的需求在增加,但满足这一需求的资源可用性并不一定在增加。实际上,它可能正在收缩。”而机器人正在填补这个空白。

在这里,在这个未来的分拣中心中,当我沿着场地边缘乱晃时,听到了扩音器里大声喊着早间休息时间已到。驱动机器人继续来回移动了几分钟,伴随着不停的电白噪音,直到突然,这个地方几乎安静下来。机器人把包裹送到滑槽后,已经没有工作任务了。它们有些停在场地边缘,有些则停在充电站。只有当扩音器叫到休息结束时,机器才能重新启动,继续执行任务。

真希望勒德分子能看到我们的相互依赖。

题图来源:pangpang

原标题:人机合一的亚马逊仓库,会是自动化的未来吗?

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