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机器人在无人咖啡店中的应用介绍
来源:螺丝行业    发布时间:2024-01-10 02:43:03

  新冠疫情发生以来,一批新产业克难中迎来新机遇。其中,“无人经济”的场景应用让人印象非常深刻。比如,无人咖啡亭、无人超市。还有无人小车短距离运货,进行高空观察和消毒作业。无须人工,无接触服务,因此很适合防范和抗击疫情之需。

  几年前,无人经济也被津津乐道,但最终因巨额亏损,不了了之。此次疫情,是否会助推这样的领域加快速度进行发展呢?它又会对就业产生怎样的影响?

  本文从一家上海企业的机器人咖啡亭案例入手,试图挑开关于这一个产业挑战和前景的幕帘。

  这是一台占地2.5平方米的无人咖啡店。透过玻璃,内部闪闪发亮的机械臂清晰可见,其周围布满了各种小器械和辅料。

  它就是上海氦豚机器人科技有限公司发明的机器人咖啡亭。消费者能够最终靠手机付款下单,品种有美式咖啡、法式欧蕾,也有复杂的玫瑰荔枝拿铁、中东摩卡奇诺,还有饮品如抹茶拿铁、热巧克力等,种类超过40种。

  下单后,透明仓里的咖啡豆哗啦啦开始现磨、萃取。机械臂如同人手一般,换个方向,准确找到原料位置做制作,再换个方向,准确抓取辅料,加糖浆、打奶泡,捏住杯子在空中摇匀,完成后又换个方向,对准卡位,准确扣盖。一杯与市面上品牌咖啡店出品的卖相、口感差不多的奶咖,就这样新鲜出炉了。

  氦豚科技成立于2018年,核心团队由毕业于复旦、中科大、同济、中科院、欧美高校的30余名博士、硕士组成,平均岁数不到30岁,多数骨干曾任职于华为、微软、三一重工等企业,部分人员是国内最早从事机器人咖啡亭、机器人甜品店、服务机器人、清洁机器人的研发人员。企业花了2年时间研发这台机器,于2019年将产品推向市场。

  副总经理孙丽回忆说,创立之初,团队做过一番详细的咖啡市场调查与研究。如今,星巴克、瑞幸等品牌,已经培养出一大批中国咖啡消费者,中国市场的咖啡销量每年达到1万亿元以上,并迅速增加,未来潜力巨大。其中,现磨咖啡越来越受欢迎。但是对普通人来说,每天花30元左右喝一杯现磨咖啡,依然价格不菲。现在,这台机器人制作的与品牌咖啡同品质的现磨咖啡,售价为美式咖啡9.9元、拿铁咖啡13.9元,对消费的人有吸引力。

  那么,消费者是否线月,机器人咖啡亭被放入长宁区的一家甲级写字楼里试运营。起初,前来看热闹的上班族们发出各种疑问。“真的是咖啡豆现磨吗?”“口味和品牌咖啡店的一样吗?”“打奶泡的品质和人工操作的一样吗?”

  目睹了透明仓内的全自动操作的流程,又品尝了咖啡的口感之后,疑虑基本消除。机器就这样在写字楼开始了营业之旅。1天能卖出300杯,凌晨2点还有人下单。

  大会、进博会。所有参会者都对它十分好奇。在世界人工智能大会上,前来购买咖啡的人络绎不绝,高峰时一度有100多人排队,多家企业前来咨询合作。展会观众更加专业,他们的问题是:“机器售价多少钱?”“试运营点销量怎样?”“一天最多能卖出多少杯?”“售后维护如何正确地处理?”“物料怎么补给,要不要订制?”

  目前,机器出口海外定价39.6万元一台,国内内销定价34.9万/台,加盟的话会便宜一些。有一部分客户仍有疑虑,毕竟比起自动果汁机、椰汁机、迷你欢唱机,近40万元的售价有点贵。不过,也有人算了这样一笔账:上海咖啡店的租金成本十分高,加上水电成本、人力成本,一年下来投入不菲。而只需一次性投入的机器人咖啡亭,可24小时营业,每天仅一人花1小时来维护和补货即可,还是具有相当大的成本优势。

  有一对来自江苏的夫妻,听说了这台机器后,悄悄去试运营的写字楼“蹲”了两天,观察消费情况。两天之后,他们主动找上门来,买了几台机器,还提出了自己的蹲点建议。原来,运维人员当天8点以后才去写字楼补料,此时正是白领们进进出出的高峰。人们路过大堂本想顺手买一杯咖啡,却发现机器正被人围起来进行作业,以为发生了故障。夫妻俩建议,运维人员每天务必要在8点前到达写字楼完成工作。

  食品加工厂作为智能机器人,它究竟有多少技术上的含金量?公司的首席技术官张炜做了一番解析。

  比如,智能出浆系统。糖浆容易黏着机器,还有清洁难度,至今,自动贩卖机都没有糖浆这个选项。如此一来,榛果拿铁、香草拿铁等一系列花式口味,只能在人工咖啡店里才能品尝到。

  张炜说,他们为出浆系统颇费了一番脑筋。全世界几乎都没有独立的自动出浆机器。因为市场需求很少,企业研发动力不足。机器出浆,不仅要求浆液顺畅流出,方向还得对准、量也要标准,误差必须控制在正负0.5克之内。加上每次还得自动清洁洗涤机器管道,保证下一次换浆液时管道是干净的,食品是安全的,团队只能进行自主研发。

  又比如出冰系统。自动贩卖机一般只能用碎冰,但机器人咖啡亭用的是块冰。难度在于保证大冰块掉落的角度、重量必须准确。目前自动块冰机器,全球只有日本企业在做,进价特别贵,又逼得团队自主研发。

  也有些细节,外行人看起来简单,但其实附加了技术上的含金量。比如扣盖,市面上的扣盖机器,用的是厂家专用的杯子和盖子。原理最简单,就是算好定制杯盖的尺寸、厚薄,机器卡到固定位置就行。

  机器人咖啡亭的扣盖,背后是一套“柔性生产系统”。无论是透明塑料冷饮杯,还是热饮纸杯,它都可以变化力度、角度,准确扣盖。其原理,是用了混合

  ,由传感器提供不同杯子的具体数据,后台再计算每一次扣盖的压力、角度,扣完之后还有传感器回传数据来进行检查,保证严丝合缝。如此,才能做到灵活给各种杯子扣盖。此外,机械臂摇匀也是复杂的自动化技术。模仿鸡尾酒摇匀动作的机械臂,国外有公司制作制作,但是价格昂贵,最终团队还是自主研发机械臂控制算法。

  “整个机器人咖啡亭安装了100多个传感器,拥有40多项专利,有些是国际专利。”张炜说,如

  光电传感器、超声波传感器、温湿度传感器,及专利相关的秘密传感器。每一个子系统背后,都有一套复杂的智能算法。而传统的全自动机器几乎不用传感器,靠的是“卡位”,高级一些的机器,内部传感器低于10个,也谈不上智能和

  。张炜说,无人咖啡亭理论上能够给大家提供上百种饮品组合,支持极度复杂的辅料添加,如果把内部展开,相当于一个小型的“智能食品加工厂”,属于“人机一体化智能系统”“

  4.0”相关的技术。而只有当技术走到这一步,“无人”才能真正替代“有人”,称得上“智能”。

  咖啡豆、茶叶、各种粉、各种浆、液态奶……上海的食药监部门此前并未碰到过现制现售食品机包含这么多品种,基本上没有现成标准可以遵循。于是,有关部门召集各方专家共同审议,采用客观报告+专家评审的方法。

  这些专家有的来自食品安全机构,有的来自微生物研究机构,有的来自农业部门,有的来自疾控中心。面对新问题,专家有时会直言“这样不行”。张炜询问为什么不行时,专家回答:“根据我的经验,就是不行。”起初,企业听了有点心灰意冷,但经过仔细请教,发现专家提的意见,往往有一定道理。

  比如,机器里残留的微生物必须合格,一大难题是液态奶。自动贩卖机普遍采用奶粉,或加工包装处理后的奶,基本上没有机器直接采用新鲜的液态奶。监管部门要求,液态奶必须从始至终保持4℃—6℃,这对运转中的机器零件提出了挑战。液态奶与空气的接触面也要符合一定标准。听取专家意见后,企业针对性研发了机器中液态奶的抑菌技术和一些专利技术。而微生物一定要通过培养液做验证,周期比较长,仅液态奶一项,从提出问题到最后达标,双方就耗费了很长时间。

  还比如,机器提供冰饮。制作加热的东西时,细菌不容易存活,但是冰冷的环境会让细菌进一步繁殖。如何保证冰饮在机器自动运转中的食品安全,也颇费了一番精力。最终,经过磨合与研发,这个机器人咖啡亭通过的食品安全等级,已超越了有人咖啡店。

  其实,上海针对自动贩卖机出台过区域标准,但这个机器人咖啡亭比自动贩卖机复杂得多,最后形成了一系列新标准。比如第一个用于现制现售机器的液态奶标准,第一个可周级别维护的浆液标准,第一个机器全自动杀菌消毒的冰块冰饮标准等。而这套新的“上海标准”,未来有望成为一个蓝本,为后来的智能无人经济产业提供参照。

  早在2017年,无人货架、无人便利店的出现,就让传统零售商感受到危机。阿里巴巴、京东、苏宁等纷纷涌入,一度让无人经济成为众星拱月的风口。公开多个方面数据显示,2017年全国有138家无人零售企业,其中57家获得融资,总融资额超48亿元。

  然而好景不长,几个头部玩家普遍面临巨额亏损。比如,无人超市体验一般。现代超市已经比较自动化,无人超市仅仅用智能设备取代收银员的功能,价格也没有更加便宜,还不如有人超市便捷。无人货架则面临道德风险,依赖顾客自觉付费,结果30%以上的货物被免费取走,损失巨大。无人汽车则离真正开上马路遥遥无期,市场上唱衰的声音络绎不绝。

  尽管在疫情这个特殊时期,让无人经济有了更有利的应用环境,但是资深创投人秦志勇认为,长远来看,无人经济发展关键还是得算一笔账。

  他说,对生产端而言,“无人”的成本,是不是真的比“有人”低?尤其是无人机器后台的运维人员、

  人员、补料人员,是否比前台的传统服务员劳动力成本更低?对消费端而言,消费者是否有更大的动力选择无人机器?如果“无人”的体验,并没有超过有人店铺,产品价格也没有更便宜,那消费者凭什么要选择“无人”呢?孙丽说,企业也考察过其他门类,比如无人奶茶是否可行?然而奶茶平均售价约12元,已经很低,无人奶茶机必须把价格压到5元才有商机,这样的价格难以收回成本,所以目前奶茶店的无人化并不可行,这并不是技术问题。

  机器人炒菜,同样如此。简单的沙拉、牛排或许可以,但中国美食博大精深,机器的精准配比尚做不到满足各种复杂口味。对消费的人而言,糖醋里脊、宫保鸡丁等,“无人”和“有人”区别不大,而美食还附加了热气腾腾的社交功能,那消费者又何必非要选择冰冷的机器呢?

  在“无人零售”这个品类上,咖啡、茶饮、果汁、煎饼、板栗等,未来可能会诞生各种无人机器,但秦志勇强调,它们的应用是否成熟,更多取决于成本和利润之间的商业模式,是否比有人店铺更有优势。

  不过,对于“无人车”而言,可能更大的难点确实是技术。疫情期间,无人车只是小场景应用。比如在隔离区的一条走廊里,无人小车自动行驶,自动停靠在房间门口,呼唤里面的人取货。其实这种固定路线的无人小车,多年前在一些现代化工厂、物流仓储中已大范围的应用,此次属于适应特殊环境的“升级”运用。

  已经能够获得应用。比如特殊工程车辆,在危险环境中可采用无人驾驶。港口码头,可采用无人驾驶运货,这方面上海洋山港已有尝试,但还未普及。值得一提的是,稍微“开一下脑洞”,无人驾驶也能真的上路。比如,长途卡车司机,这个工种又枯燥又费时又累人,欧美的卡车司机为此经常集体罢工,给钱也不愿意干。企业物流成本高企,长期矛盾突出。近年来,由欧洲汽车制造商协会、国际运输工人联合会、国际道路运输联盟联合编写了一份报告,呼吁长途运输向无人驾驶卡车转型。

  模式是这样:几大高速公路,专门划出一条车道,供无人驾驶卡车通行。如此一来,基本上没有路障难题,以目前的技术就能保证安全。而高速公路的两端,则设置转运中心,卡车下了高速后,再由司机进行短距离的复杂道路配送。

  潘海啸说,目前这个呼吁得到各方普遍欢迎,欧洲推行的动力比较大。由这样来看,活用现存技术,配合恰到好处的“特殊场景”,抓住痛点的无人经济,大有可为之处。

  上海交通大学安泰经济与管理学院教授陈宪认为,短期影响难以避免,但是长期来说倒也未必。因为无人化而损失的岗位,有可能是在别处产生新的就业契机。

  工业革命早期,技术的广泛应用也冲击了原本的手工劳动人口,但接着,因为操作机器的需要,诞生了产业工人这样的新群体。根据研究,工业革命时期的岗位置换率达到70%以上。即,有70%以上的手工劳动人口,转为产业工人。

  无人经济同样如此。其背后,依然离不开要维护数据的人。那么传统服务业岗位与新岗位之间,也有一个置换。

  进一步说,技术的发展,正是为了把人从枯燥的劳动中解放出来。原本一个人工作6小时的产出,现在借助智能机器只需要3小时就能完成。劳动时间少了,未来人类的闲暇时间就会增加,福利增加,本就是一件好事。而那些增加的闲暇时间,也会产生新的需求,比如美容、健身、旅游、社交、文化等,这些需求量会大大超出工业社会时期,而相关行业又能增加新的就业机会。

  “所以,从经济学长期分析来看,我对无人经济的未来并不悲观。”陈宪说。尤其是目前,中国的数量型人口红利会降低,但质量型的人口红利,还大有增长潜力。原本的简单劳动力,可以变为受过教育培训的高等劳动力,这种质量型的人口红利,是中国下一轮经济稳步的增长的要素之一。与其担忧简单劳动岗位的丧失,不如主动适应转型,上海可以在教育培训、提高劳动力质量上,更加主动和有所作为。

  无人经济的背后,离不开“数据”这个新的生产要素。陈宪说,过去,没有大数据的时代,大家主要依据市场形成的价格进行资源配置、决策判断,“价格是市场

  的主要来源”。但是有了数据、算法以后,数据有可能成为新的信号来源。对上海来说,5年前,很多人担忧这座城市在新技术革命浪潮中跟不上步伐,“但如今,我越来越感到,上海和其他城市相比,具有更多综合的优势。”陈宪分析,上海具有7大优势。区位优势,一面毗邻江海,一面又是扇面腹地地形,可以很好地对接全球,辐射长三角;经济优势、金融优势、科技优势、文化优势、人才优势,以及此次疫情中反映出来的城市治理优势。这也是怎么回事华为计划在上海设立研发基地,上海的人才优势和区位优势是因素之一。几大互联网巨头的文娱总部、游戏总部、金融总部也在上海。

  目前,上海在无人经济、大数据、AI领域的标杆企业或许还不太突出,但一旦上海的综合优势发挥出来,新产业的成长速度会更快更稳,构成产业链的优势更强。

  正如一些专业技术人员预计的那样,这次疫情之后,无人经济等新业态,或许会迎来发展的又一轮契机。但能否真正踩准赛道,获得技术创新、商业模式的双赢,考验的是一座城市背后的综合竞争力。

  应用日益广泛,其作为一种自主执行任务的机械实体被大范围的应用在工业制造领域。喷胶

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