亞馬遜倉庫的「小革命」:服務好機器人,才能讓人類更安全

作者 | 發布日期 2019 年 01 月 25 日 8:15 | 分類 Amazon , 機器人 follow us in feedly

70 多年前,科幻小說家艾西莫夫在科幻小說裡,為高等智慧機器人設定了 3 個規則。



  • 第一,機器人不得傷害人類,或坐視人類受傷害;
  • 第二,除非違背第一法則,否則機器人必須服從人類指令;
  • 第三,除非違背第一或第二法則,否則機器人必須保護自己。

著名的機器人三定律有很多可推敲的地方,但符合人類對未來的期許:在人工智慧機器人和人類共處時,人占據不容置疑的主宰地位。

不過,在機器人大量應用的工業領域,卻出現和這種想法背道而馳的現象。

亞馬遜給倉庫員工「機器人科技背心」,幫機器人辨識人類

2012 年,亞馬遜以 7.75 億美元收購 Kiva System 公司,後者以做倉儲機器人聞名。Kiva System 後更名為 Amazon Robotics

2014 年,亞馬遜開始在倉庫全面應用 Kiva 機器人,提高物流處理速度。

Kiva 和我們印象中的機器人不太一樣,它像一個放大版冰壺,頂部有可頂起貨架的托盤,底部靠輪子運動。

這看起來不起眼的機器人卻有巨大的能量,Kiva 依靠電力驅動,可抬起最多重 3,000 磅(約 1.3 噸)的貨架,並根據遠端指令在倉庫移動,把目標貨架從倉庫搬到員工處理區,由工人拿下包裹,完成最後的揀選、二次分揀、打包檢查等工作。之後,Kiva 機器人會把空貨架移回原位。電池電量過低時,Kiva 還會自動回到充電位充電。

▲ 在倉庫工作的 Kiva 機器人。(Source:達志影像)

亞馬遜有世界最大的倉儲,據公開資料顯示,截至 2017 年底,亞馬遜的倉儲和資料中心面積接近 2 億平方英尺(約 1,858 萬平方公尺)。

Kiva 機器人也用到各大轉運中心,目前亞馬遜倉庫有超過 10 萬台 Kiva。它們就像一群勤勞的工蟻,在倉庫中不停走來走去,搬運貨物。

如何讓「工蟻」不在搬運貨架時相撞,是 Kiva System 的核心技術之一,過去很長一段時間,幾乎是唯一能把複雜硬體和軟體整合至機器人的公司。

但是,如何讓 Kiva 機器人和人類員工合作,就是新問題了。

Kiva 搬運貨物時,會出現機器人突然當機或包裹從貨架掉出來,這個時候就需要人類員工來幫忙。但周圍尚在工作的上百台 Kiva 對人類是巨大的威脅。

以前機器人出現故障需要人工協助時,工程師會劃出「出事區域」,並將這塊區域設為機器人行進路線的禁區,之後,工作人員才能進場處理問題。

最近,亞馬遜提出新的解決方案:發給倉庫員工「機器人科技背心」(Robotic Tech Vest),背心有可供機器人辨識的感測器,穿上後,倉儲員工就能被 Kiva 機器人辨識了。

(Source:TechCrunch

穿上機器人科技背心後,工作人員可隨時進場,Kiva 機器人在很遠的地方就可辨識人類,並立即更新行進路線,避開工作人員。

亞馬遜表示,過去一年,機器人科技背心已引入 25 個城市,應用「非常成功」。

怎樣讓機器人和人類合作?以機器人為中心

機器人會取代人類嗎?

除了 Kiva,亞馬遜還有裝設機器手臂,根據指令從貨架拿取商品,放進箱子,再放上輸送帶。另一端,負責打包的機器手臂將這些商品裝進紙盒打包,準備寄出。目前,機器手臂還只能揀取標準大小的盒子。

(Source:Flickr/JBLM PAO CC BY 2.0)

機器人可不眠不休工作,且保持 99% 以上的準確率。亞馬遜倉庫許多環節得以自動化。大規模應用機器人後,亞馬遜開始面對藍領工人和政府表示機器人搶了人類工作的擔憂。

Amazon Robotics 首席技術專家 Tye Brady 回答過這個問題:

機器人會不會代替人類?不會。越使用機器人,就會有越多工作創造出來。因機器人不會做機器人,人類設計、製造、應用、幫助它們,最重要的是,人和機器人合作帶來更多增長,而增長就意味著有新工作。

從目前狀況來看,Brady 並不是掩飾真相。據《紐約時報》報導,截至 2017 年,自從引進 Kiva 機器人,亞馬遜美國倉庫增加了 8 萬名員工,總倉儲員工超過 12.5 萬。亞馬遜還說會繼續招人。

以前分揀商品的員工,經過培訓成了機器人的監督員和「保姆」。每位員工同時管理多台機器人,他們要保證機器人有東西可搬,並在機器人故障時修理。

(Source:Flickr/Scott Lewis CC BY 2.0)

人類和機器人成了合作關係,過程如何保證人類安全,就成了最基本也最重要的需求。

2018 12 月,亞馬遜倉庫發生一起嚴重事故,一台機器人刺穿一罐掉落的驅熊噴霧,放出大量濃縮辣椒素,直接導致附近工人呼吸困難。這起事故讓 24 名員工送醫,其中一人傷勢嚴重。

亞馬遜當時遭遇尖銳的批評。如何讓機器人與人類和平共處,尤其是保護人類的安全,也在這次事故後重新討論。

目前,關於機器人安全性的研究主要有 3 個方向:第一,降低機器人的剛度,使機器人有柔軟性,能有效降低機器人和人意外碰撞時的傷害度;第二,讓機器人具備準確、快速的環境判斷及反應能力,主要做法是為機器人增加更多感測器,並編寫更智慧的控制演算法;第三,智慧化的柔順控制系統,即進一步建立準確的數學模型,達成精確的剛度及互動力控制。

▲ 製造整合感測器的「軟」機器人是巨大的挑戰。(Source:Ryan L. Truby / Harvard University)

驅熊噴霧事件後,WIRED 爆料,這並不是亞馬遜機器人第一次出意外。至少 2015 2018 年稍早,亞馬遜工廠就發生過類似事情。

對已大規模應用機器人的亞馬遜來說,如何以低成本、操作順暢的方法,保證人機合作時人類員工的安全,是更值得考慮的事。

目前主流的研究靠材料科學、感測器的進步,以及人工智慧演算法的跨越式發展。而亞馬遜讓人類員工穿戴含感測器的裝備,可能帶來新思路:協調機器人和人的行動時,還是可以機器人為主導。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:Flickr/Álvaro Ibáñez CC BY 2.0)