鈦媒體專訪因時機器人蔡穎鵬:專注微型直線伺服驅動器,打好核心零...

當下，中國機器人的發展正進入高速增長期，根據IDC全球機器人研究最新發布的《中國機器人市場預測，2018-2022》研究報告顯示，中國機器人市場持續高速增長，2017- 2022 年複合年增長率(CAGR)達到26.9%。 2022年中國機器人市場規模將達到805. 2億美元，全球佔比高達38.3%。

但，國產機器人核心零部件的缺失現象尤為嚴重，長期受制於美、日、歐等國際巨頭，依賴進口使得國產機器人成本相對高昂，很難發展整機產業以及下遊的集成應用。而核心零部件國產化又是機器人市場必經階段，也是國家重點支持的領域，伺服電機、減速器和控制器等核心零部件一體化，可能是未來機器人發展新趨勢。

成立於2016年5月的北京因時機器人科技有限公司，定位為機器人核心零部件和智能操作解決方案供應商。公司核心團隊來自北航機器人研究所，公司核心產品微型直線伺服驅動器和靈巧手已經成功應用於機器人、假肢、醫療及工業等領域，累計申請數十項國內外發明專利，並獲得國家高新技術企業、中關村雛鷹人才企業和中關村金種子企業認定。

在成立因時機器人前，蔡穎鵬已在機器人領域紮根了近10年，一開始主要做整機ODM（原始設計製造商）；在做系統集成的過程中，他發現了國產核心零部件的差距和機會，便成立因時機器人，專注於核心零部件產品的開發，微型直線伺服驅動器和仿人五指靈巧手是其拳頭產品。

因時成長的底層邏輯是什麼？其核心產品伺服驅動器的難點和特點又是什麼？當下機器人行業發展現狀如何？帶著這些問題，鈦媒體對蔡穎鵬進行了深度專訪。

以下內容為鈦媒體與蔡穎鵬的採訪實錄，有刪減：

鈦媒體：在成立因時前，您主要從事什麼工作？

蔡穎鵬：我入行時間比較早，2007-2008年在北科大MEI做Robocon機器人大賽；2008年去了北航機器人所攻讀碩士學位；2009年，在宿舍跟舍友成立了機器人工作室，並開始做ODM（原始設計製造商）項目。2012年時我註冊了第一家公司，也是做各種定製化的機器人系統開發，比如變電站的電力巡檢機器人、教學機器人、服務機器人、軍工及其它特種應用機器人等。到了2015年底，決定開始轉型。

鈦媒體：出於什麼方面的考量讓您決定成立因時或者說是轉型？

蔡穎鵬：ODM是項目制的，無法擴大規模、發展空間有限，當然也積累了不少項目經驗和行業資源。也正是在做系統集成的過程中，發現微小型一體化直線伺服系統在國內屬於空白市場，並且可以應用到很多地方，是一個很好的切入點。公司從ODM轉型做自己的產品和品牌，也給我個人帶來了一些改變：之前除了與項目方進行商務和技術對接外，我也在一線做技術開發；自因時成立之後，我逐漸從技術層面退出，更多在做公司戰略和管理。

鈦媒體：在技術層面，您所擅長的領域是什麼？

蔡穎鵬：機電控制系統。最早是做輪式移動機器人，包括電機驅動、多傳感器融合的定位、導航、規划算法；後來做群體機器人的分布式控制和智能決策系統，以及關節型機器人的運動控制算法。

鈦媒體：因時的微型直線伺服驅動器有什麼特點？因時的優勢又是什麼？

蔡穎鵬：微型直線伺服驅動器的內部集成了電機、減速器、傳感器以及閉環控制系統。作為機器人的核心靈魂，微型直線伺服驅動器特點在於體積小（殼體總長度約為60mm，重量約為20g）、精度高（指尖重複定位的精度達到±0.02mm）以及功率密度大（最大推力達到100N以上）。

以機器人靈巧手為例，它採用了創新型直線驅動設計，內部集成了6個微型直線伺服驅動器和6個壓力傳感器，可精準模擬人手實現精準的抓取動作，進而應用於服務機器人、假肢、教育科研等領域。

之前大多數廠家採用的是線傳動方案，在精度上無法保持，握力也相對較小。另外一方面，也是用戶在使用過程中比較關心的一個問題，即手指是否帶力傳感器以及是否具有力控功能。舉個簡單的例子，當抓取輕的東西可以用相對較輕的力，抓取重的東西可以調用大的力。關於力傳感器的布置，如果將傳感器貼在指尖表面則成本比較高，且未必能全部檢測到；因時在這方面採取了比較討巧的方法，通過在直線驅動器末端增加力傳感器，不論手指在什麼位置承受到力的作用，都會通過連杆機構傳遞迴來。

鈦媒體：在製造微型直線伺服驅動器遇到過哪些困難？

蔡穎鵬：一路上碰到的困難特別多，舉兩個有代表性的例子：

一是減速器設計完成後如何加工的問題。由於微型直線伺服驅動器整體尺寸很小，行星減速器的外徑不超過9mm，齒輪模數更是小於0.2。我們花了差不多一年半的時間，經過不計其數的開發和試製，終於解決了齒輪材料、批量製造工藝、裝配工藝、質檢方法等一系列技術難題。齒輪的質檢比較有意思，由於尺寸太小，無法用儀表進行直接測量。我們採用顯微鏡對齒輪進行拍照，然後通過圖像處理的方法對齒輪的直徑、同心度、齒形等一系列特徵進行檢測。一開始齒輪製造工藝不穩定，有些齒輪生產出來會帶有毛邊，或者有缺齒。我們利用齒輪的旋轉不變性原理，把齒輪的照片繞著齒輪的圓心進行固定角度的旋轉，並將每一次旋轉後的圖像進行疊加，再與任意一張原始圖片進行比較。通過這種方法，能夠非常快速的識別出有異常的齒輪。

二是螺杆的加工工藝，包括絲杆機構裡的螺杆和裝配用的螺釘。絲杆機構裡螺杆和螺母的配合要恰到好處，配合過緊阻力太大，配合過松間隙太大，而且螺杆和螺母的材料也很有講究。至於螺釘，我們用到的是M1.2乘以20多毫米的螺釘，市場上買不到，找了很多工廠試製，良品率也非常低。不得已我們購置了數控車床，研究螺杆的加工製造工藝，解決了這些問題。

我們的每一個零部件都要求有非常高的加工精度，很多還需要用到特殊的工藝。最開始去找有實力的加工廠生產，沒有大批量基本都不願意接單，即便接了品質和工期也未必能滿足我們的要求。不得已我們花了一筆不小的資金購置了一些設備，自己研發各種零件的加工工藝，並進行小批量試製。雖然一開始投入很大，不光要買設備，還得研究設備如何使用和保養，研究各種材料和加工方法、工裝夾具等等，但現在看來，一切都是值得的，大多數研發成果都能在內部快速得到驗證，大幅縮短產品開發周期。

鈦媒體：機器人靈巧手在商用上有何考量？

蔡穎鵬：商業級靈巧手主要考慮兩個維度：第一是實用性，不能局限於科研或者表演性質，而是在於能完成工作，並且具有比較高的可靠性；第二則是價格方面的考量，要讓用戶用得起，用得值。很多人一提到靈巧手，就會關注有幾個自由度。從技術研發的角度來說，自由度越高，靈活度也就越高。但高靈活度也會帶來高成本和低可靠性，增加控制系統的複雜度。因此，需要考慮市場的真實需求，目前大多數應用場景6個自由度12個關節就可以滿足。

鈦媒體：因時微型直線伺服驅動器的定價策略是什麼？出貨量處於什麼水平？同比去年銷量如何？

蔡穎鵬：目前市面上能進行供貨的，可能只有我們一家，微型直線伺服驅動器根據性能參數和功能的不同，零售價從800多到2000多元不等，帶力傳感器的價格會高一些。我們是目前市場上唯一的微型直線伺服驅動器供應商，截至今年8月底，已完成去年全年近10倍出貨量。

鈦媒體：可以理解成因時在微型直線伺服驅動器處於壟斷地位嗎？

蔡穎鵬：談不上壟斷，市場對這種新品的接受需要一些時間，目前已經有超過100家客戶在使用我們的微型直線伺服驅動器產品，大多數客戶還處於試用或者小批量測試階段。

鈦媒體：採購者大都來自什麼行業？會集中在某個行業嗎？

蔡穎鵬：就目前的數據來看，下遊仍比較分散，雖然我們的定位是一家機器人公司，但事實上我們的核心部件銷售對象不限於機器人行業，我們也面向醫療、工業以及消費級市場。核心零部件產品上量的周期不會很快，我們的客戶從最開始接觸產品到形成小批量，基本需要一年半左右的時間。我們的客戶分布在各個行業，採購量分布相對也比較平均，總體都在往上增長，並有部分行業客戶提出批量的ODM需求。

鈦媒體：眼下工業網際網路中特徵值檢修作為時下熱門，您近期是否有其它方面的動作，比如在產品布局層面或者聯合友商共建生態層面？

蔡穎鵬：我覺得還是要專注，尤其對於初創公司來說，首先在細分場景做到足夠大的優勢再考慮去擴展，把產品打磨好是首要前提。我們也碰到不少客戶提出除了核心零部件以外的更多需求，比如整機系統。為了滿足客戶的需求，我們會與業內的優勢單位進行生態合作，共同打造整套解決方案。

鈦媒體：您對當下的機器人行業整體如何看待？對於未來，您有什麼看好的方向？

蔡穎鵬：現在行業整體發展狀況跟社會資本投入是有差距的，甚至可以說遠遠沒有達到資本的預期。機器人本質上還是製造業，增速不會很快，但增長的空間足夠大，只要不斷打磨產品和市場，一定會有機會。我們公司定位是核心零部件與智能操作，核心零部件是基礎，智能操作是未來。機器人與其他智能硬體最大的區別在於，機器人不僅具有智能，還具備操作能力。

鈦媒體：在從事機器人工作的這些年，您有沒有遇到一些有趣的事，自己從中有沒有悟出一些東西？

蔡穎鵬：2010年的時候，作為翻身的希望和Symbian3最後的掙扎，諾基亞推出了N8手機。國內某網際網路公司委託我們（當時還是在宿舍的工作室）幫N8手機定製一個手機機器人，用於拍攝N8手機廣告，當時我們應該網際網路公司要求，做了一個會變形的的機器人：收縮狀態下就像一個大鵝蛋，手機作為機器人的大腦放置在蛋裡，機器人可以隨著手機播放的音樂節奏閃爍燈光；展開後是一個四足機器人，可以在平面上走動甚至原地跳躍。項目從溝通到完成歷時不到兩個月，勉強趕上廣告拍攝的時限，並與某當紅歌手一起完成了廣告拍攝。可惜N8手機最終也沒能為諾基亞挽回敗局，輸給了更具創新能力的蘋果以及其他安卓手機廠商。持續創新能力是企業生存和發展的源動力，對於初創企業來說更是如此。

（本文首發鈦媒體，作者/桑明強）