在全球各地的倉庫中，自主機器人正在與人類協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)比以往更快速的貨物配送——而對速度的需求也在持續(xù)上升。 在許多零售商承諾兩天送達，且訂單量龐大的背景下，倉庫能在多大程度上實現(xiàn)貨物定位、揀選和包裝流程的自動化，成為決定成功與否的關鍵。最初，工作人員需要手持條形碼掃描儀穿梭于倉庫中，找到訂單中的商品，然后將它們運回發(fā)貨區(qū)進行打包和發(fā)運。

為了加速這一過程，主要零售商投資引進了能夠在倉庫內搬運整排貨架的機器人，將貨架直接運送到人工揀貨員處。隨著機器人技術變得更加智能和靈巧，倉庫得以進一步簡化流程，讓機器人直接從貨架上揀選商品，并將商品放上傳送帶輸送至發(fā)貨區(qū)。

下一階段的發(fā)展則需要對倉庫機器人的運行方式進行根本性的變革。到目前為止，系統(tǒng)在很大程度上將人類和機器人分開作業(yè)。下一代機器人將被“釋放出籠子”，實現(xiàn)與人類在同一空間協(xié)同工作。這種轉變要求機器人在安全性、智能化、小型化和自主能力方面有新的提升。

隨著我們賦予機器人越來越多類似人類的認知、靈巧性、適應性和推理等能力，機器人的形態(tài)也將越來越像人類。機器人執(zhí)行的任務重點也將發(fā)生變化，從最初的人機協(xié)作轉變?yōu)槲磥淼耐耆珯C器人自主運作，屆時機器人將在無需人為干預下獨立作業(yè)。這場即將到來的倉庫變革，將對連接、樓宇自動化、電力和電氣化產生深遠影響。 

讓移動機器人更加安全和智能

隨著機器人獲得更多能力并承擔倉庫中的更多任務， 我們必須確保它們在實現(xiàn)如更快交付等關鍵目標的同時，安全高效地運行。

為了實現(xiàn)這一平衡，機器人需要配備先進的傳感器、集成的安全系統(tǒng)和更完善的連接能力。機器人必須升級其傳感器，以具備類似人類的感知、靈巧性和推理能力：

●   在視覺感知方面，機器人需要配備激光雷達(LIDAR)、攝像頭或紅外傳感器，來識別周圍環(huán)境。

●   為了提高推理能力，機器人需要更強大的計算能力，以便處理復雜的人工智能和機器學習算法，包括圖形處理單元 (GPU)和神經處理單元(NPU)。

●   為了在倉庫生態(tài)系統(tǒng)中實現(xiàn)協(xié)作和高效互動，機器人需要通過以太網、RJ45、邊緣計算設備和/或云端設備與協(xié)議，來提升本地和遠程網絡的連接能力。

●   為了在人類周圍安全地運行，機器人需要配置定時器、編碼器和扭矩傳感器，以幫助它們將運動保持在工作現(xiàn)場的指定范圍內，并能及時覆蓋或停止?jié)撛诘牟话踩袨椤?/p>

●   為了提供電力并保持電池電量充足，機器人需要配備配套的連接器和靈活的對接系統(tǒng)，以支持自主充電功能。

●   機器人還需要電機和運動系統(tǒng)，以便能夠自由且靈巧地移動，從而確保在整個倉庫范圍內執(zhí)行更多樣化的任務。

確保機器人在各種環(huán)境下——無論是正常還是嚴苛環(huán)境、白天還是黑夜——都能實現(xiàn)可靠、安全的自主運行至關重要。除了具備高性能外，傳感和連接解決方案還須具備耐用性。隨著系統(tǒng)變得越來越復雜，能夠通過云端連接，自我診斷潛在維護問題的能力，將有助于倉庫節(jié)省時間和成本，更好地維護其機器人設備。

充電能力至關重要

要最大化機器人的移動能力，擺脫有線束縛是關鍵。但是，依靠電池運行的自主機器人必須能夠定期為自己充電，才能實現(xiàn)最佳的工作效率。讓機器人在不需要人工干預的情況下，自動對接充電并安全連接各組件并非易事。機器人根據所承擔的任務有不同的大小和形狀。它們所承擔的負載和所處理的具體應用各不相同，具體取決于它們執(zhí)行的任務是揀選、放置、分揀還是搜索。

TE Connectivity 的充電解決方案旨在提供穩(wěn)固的連接，同時允許機器人有足夠的容差空間，以便能夠自主完成對接過程。TE的充電連接器針對不同類型的機器人做了專門設計。例如，用于移動和搬運重型托盤的機器人的充電連接器，其技術要求與用于自動移動機器人（這些機器人負責從貨架揀選單個產品）進行插式充電的連接器截然不同。

無論哪種情況，充電站都必須配備能夠在嚴苛和塵土環(huán)境中可靠工作的連接器。同時，還需要配備線路濾波器，以確保能夠高效地向機器人傳輸適量的電流進行充電。充電器和充電接口都需要具備耐久性，能夠承受成百上千次、甚至數(shù)十萬次的自動連接和斷開操作。

更小的組件意味著更高的靈活性

工程師們始終面臨著尺寸與性能之間的權衡。 幾乎每個制造商都會生產一系列載荷不同的機器人，而這些機器人對電力的需求各不相同。在一個不需要處理小于托盤尺寸物品的中轉倉庫中，操作員可以使用行動能力有限但非常重型的機器人。相反，能夠揀選單個物品甚至在藥房里進行藥品分類的機器人，就需要體積更小、更加靈活。

與此同時，隨著倉庫空間日益受限，對更小型機器人的需求不斷增加，這些機器人的功率、信號和扭矩要求也隨之增加。為了滿足這一需求，像 TE 這樣的零部件制造商專注于生產體積更小但更強大且更可靠的部件。隨著零部件制造商開發(fā)出滿足各種客戶需求的創(chuàng)新產品，高度專業(yè)化的工程和制造能力將變得越來越重要。

為更加靈活的未來做好準備

機器人動作的進一步精細化將使它們能夠承擔許多需要人工干預的任務。 例如，大多數(shù)倉庫存儲的商品數(shù)量通常比一個普通訂單的數(shù)量要多。比如一箱有 20 支牙刷，這意味著機器人必須將整箱牙刷送到發(fā)貨區(qū)，由人工從中挑選出單支牙刷來完成訂單。下一代機器人可能能夠自主定位并挑選出那支牙刷。同樣，易碎和易腐的雜貨需要更高的靈活性，以及智能調控壓力和扭矩的能力，以確保機器人的動作不會損壞諸如水果蔬菜等脆弱物品。

處理能力以及快速安全地在狹小空間內穿行的能力，對于能夠執(zhí)行日益復雜任務的倉庫機器人來說將變得更加重要。而不斷推動機器人從受限環(huán)境中解放出來、推進倉庫自動化的組件技術進步，也將為機器人自動化在其他行業(yè)的應用鋪平道路，這些領域同樣可以通過機器人提升速度、動力和安全性。機器人在倉庫中承擔新任務的速度將呈指數(shù)級增長。隨著這一趨勢的發(fā)展，對驅動電氣化、自動化、傳感和移動性的關鍵組件的需求也將隨之大幅上升。

關于作者：

Lavanya Manohar

TE Connectivity 自動化與互聯(lián)生活業(yè)務領域，戰(zhàn)略、營銷和業(yè)務發(fā)展副總裁