40年间电脑从宏大走向宏大、从实验室走向千家万户，机器人也能做到这样吗？置信计算机的发展历程足够给我们启示。
在寻觅协作机器人后下一个现象级运用程序时，其实机器人公司应该去关注计算机的惊人发展历史，在苹果公司曾经市值1.07万亿美元的明天，或许这些计算机巨头的发展路途可以给机器人从业者们启示，或许能得到下一步发展的方向和结论。
自主机器人正在缓慢地出现，我们曾经有了自动吸尘器，自动割草机，闪烁和眨眼的玩具，以及（也许）即将推出的自动驾驶汽车。
但是，一代又一代，我们不断在等待电影和电视节目中众所周知的机器人。但与之相反，企业做出来的机器人却似乎与可以运用通用的，以人体解剖学为灵感，以硬件来执行各种义务的机器人，两者间隔越来越远。
虽然诸如Willow Garage的PR2或Rethink Robotics的Baxter之类的这些公司曾做出我们不断在寻觅的、和生活更贴近的机器人模型，但他们核心的东西目前曾经消逝在历史的长河。
随着机器人公司伴随着越来越大的业务风险与技术风险，建立与把控一家也末尾变得特别困难。目前机器人行业的趋向从销售机器人也末尾扩展到销售实践服务，例如修剪草坪，提供出租车，实行批发订单或按磅采摘草莓。
不幸的是，对于周边开发商和软件自主编程爱好者来说，这类商业模型强调的是公用于某类场景的公用硬件，这些硬件或许针对一项非常特定的义务停止了优化，但并没有对打造通用（个人）机器人平台有所协助。
实践上，我们在个人计算机（PC）行业中看到了与机器人行业非常相似的东西。在1950年代，即便计算机可以像整个房间一样大，并且只供多数选定的人运用，但公众曾经对计算机的外观有了很好的了解，很多相关文章讲述了一个虚拟的电脑对生活的改变，这种文章末尾在那段工夫填充了人们的主流文娱方式。
在1962年纽约时报发表了标题文章“ 掌上电脑来代替购物清单，” 有远见的迷信家约翰·莫齐利就表示，“没有理由假定只能是迷信家才是个人计算机的主人。”1968年，道格拉斯·恩格尔巴特（Douglas Engelbart）给了我们展现了“ 一切PPT的原型 ”，在图形屏幕和用鼠标阅读超文本，以及仅几十年后才成为电脑标配的一些其他想法。
既然我们都了解一切这些计算机发展的轨迹，那么研讨一下真正能使计算革命真正起作用的要素，用于了解机器人技术的真正作用，以及下一步要做的事情，这篇文章能够会对将来的机器人行业从业者们有所协助！
计算机与机器人之间的相似之处
在1970年代，大型机将被新兴的微型计算机，即冰箱大小的设备所取代，其价格不到25,000美元（约合2019年的165,000美元）。这些计算机没有运用命令输入，但是可以在Fortran和BASIC中编程，从而大大简化了创建其潜在运用程序的难度。
但是，人们当时也尚不清楚，在需求疾速，高效处理大量数据的运用中，微型计算机能否可以取代大型主机，更不用说进入每个客厅了。这与如今的机器人行业非常相似，大型工厂工业机器人（大型机）自1960年代就曾经存在，但只要在越来越多的协作机器人行业才末尾看到竞争。这些协作机器人可以安全地在人类旁边工作，并且易于安装和编程（微型计算机）。
但与上世纪70年代一样，这些设备的系统价格可与豪华车媲美，而且很好看到它们将如何成为消费产品。
通用机器人系统由于相似的缘由而没有成功，由于通用计算机（也称为“个人机”）花了数十年的工夫才出现。大型机是为每种运用程序定制的，而打字机变得越来越智能，这之间并没有真正为通用计算机留出空间。
的确，思索到硬件成本和当今自动机器人相对较少的功能，相对于改造协作移动机械手让其更智能的方法，开发公用机器几乎总是更快捷。
但是，就像在计算机行业一样，更多的行业跟随者正带来新的改变。机器人行业成功的体系结构正在迅速被更多人克隆，从而去降低了价格，而关于如何构造或编程机械臂的全新方法正在不断涌现。例如机械手臂制造商也加入到了AGV，机器人抓手和传感器制造商的行列。
一个分明案例是电子商务杂货店的出现。当前的趋向是将实体商店中未充分应用的部分留给电商配送中心，该中心经过自动检索系统和（人工）拣选机将货物装在小箱子中。
许多创业公司如Alert Innovation，Fabric，Ocado Technology，TakeOff Technologies和Tompkins Robotics都在这样子做，他们这些新兴企业大多最近曾经筹集了数亿美元的风险投资，以建立相当于大型机的AGV机器人处理中心，这与传统的机械手拣选器构成鲜明对比。
但后者会穿过过道停止补货并从货架上拣选，这样的机器人店员其实更接近我们对通用机器人的愿景，但将需求大量本身副本，使拥堵的过道才能像微型仓库一样每小时消费数百个订单。
虽然AGV最终效率更高，但是批发业的利润率曾经很低，因此该行业不太能够产生技术上的飞跃。
但计算机行业，大型机却从底部遭到了致命攻击。对新数字技术的迷恋导致了计算机爱好者运动，他们创造了经过邮购或在RadioShack出售的微型计算机，最后，许多小型企业通常以成套工具和木制外壳的方式购入数十台（最多数百台）设备，这种趋向最终构成 1977三位一体：即Apple II，Commodore PET和Tandy TRS-80 的方式。
残缺的计算机的价格在2500美元（TRS）到5000美元（苹果）之间（以明天的美元计算）。这些计算机的次要运用是它们的可编程性（用BASIC言语编写），这使消费者可以“学习绘制生物节律，平衡支票账户，甚至控制家庭环境”，这是苹果公司的原始广告。
广告打出后，仿造者迅速出现，其中不乏大量可以探求技术不同方面的小工具，例如移动性，操纵性和文娱性功能迅速被开发。
就像刚起步的个人计算行业一样，广告功能充其量只是真实买卖的模型。如今，文娱机器人技术的一个里程碑是最后索尼公司的Aibo，这是一种机器狗，其广告宣传中，机器人如一条真狗具有许多特性，例如发展本人的个性，玩玩具以及与主人互动。
该平台于1999年发布，并于2018年重新推出，在喜欢其可编程性的爱好者和学者中吸引了很多跟随者，但能够只要极多数消费者用户接受该设备作为宠物的替代品。
除此之外机器人行业也应该还存在不少做“自行组装机械臂”工具包的公司。uArm 是比较成功的例子之一，它的售价约为800美元，并做广告表示机器人能做取放，组装，3D打印，激光雕刻以及听起来像是高价值运用的许多其他事情。
他们的宣传片中引见了运用机器人能在受限的环境中执行操作，这个引人入胜的视频使得他们曾经成功停止了两次众筹活动，并将机器人确立为成功的教育工具。
最后，应该存在一种平台，使专业程序员可以探求移动性。例如以构建用于可以在家中巡查，交付物品或向其用户提供例如《迷雾II》里能远程监控才能的机器人。
但就像原始的Apple II一样，硬件价格与可用运用程序的逼真度之间照旧存在脱节。
但对于计算机来说，随着1979年第一个电子表格软件visicalc的发明，这种脱节末尾消逝。visicalc在1979年从哈佛大学（harvard）诞生，并促使许多人购买一台残缺的微型计算机来运转这个程序。
visicalc很快获得wordstar（一种文字处理运用程序）的加入，以明天的美元计算，它的售价接近2000美元。Wordstar也吸引了很多人购买整个硬件，只是为了运用这个软件。这两个程序是被称为“现象级运用程序”的早期例子。
随着工厂自动化的成熟，机器人与小型机一样，末尾贴上可以带动周边和低价格的标签 ，它们能自动执行许多日常操作义务，机器人产业目前很像是1973年的PC行业。
PC行业1979年时，当第一台带有图形用户界面，鼠标和特殊软件的计算机施乐Alto发布后，5000美元以下类别的微型计算机末尾崭露头角并迅速降落，进入到千家万户，机器人行业的周边却迟迟没有出现。
现象级运用
那么，机器人技术要像计算机一样继续发展需求什么呢？一款现象级运用！机器人现象级运用怎样才会出现？市场其实本身曾经做好了提炼能够的现象级运用程序的工作。
风险投资家和客户都在推进那些有着崇高目的的公司，并将其产品缩减为简单的价值主张（定位）。
但结果是，很多本来始于相反两端理念的公司通常会异曲同工，提供彼此非常相似的镜像，最后做到一类产品上去，例如他们无论终点在哪，都会最后提供自主AGV，（箱）拣选，码垛，卸垛或分拣处理方案，以便完成销售。
但好在这些公司中的每一个通常都为单个垂直行业提供单个运用程序，例如，渣滓箱搜集衣服，运输仓库货物或按磅摘草莓，他们试图证明本人的特定技术有效，而不是非主流。
但这些公司很少真正降落。一个例子是 Kiva Systems，它最终变成了Amazon的物流机器人部门。
和其他公司一样，Kiva想要围绕着以用户需求出发，但是，由于这些处理方案非常专业，因此它们不能够产生任何规模的经济规模，而规模经济却无法像早期的计算机用户（为昂贵的小型计算机购买电子表格和文字处理器运用程序）所享用的那样。
其实因此正确的处理办法应该是使这些机器人处理方案变得可堆叠，将这三种技能可以结合起来，对整个过程停止建模，而不只仅是用相反的硬件来完成拣箱、码垛和运输的同质化竞争。
简单的机电一体化设备的组装是初创企业很少处理的一项技能，而历史上不断属于大型机技术的机器人拥有。
组装机电部件的才能等同于其他义务，例如更换灯泡，更换遥控器中的电池或对诸如杠杆式意式咖啡机之类的机器停止保养。
这些义务将触及运用一台机器自动执行残缺工作流程的状况，最终导致一切部门工业消费率的爆炸式增长。
例如，从渣滓箱中捡起一件物品，将其放在机器人上，将其移动到其他地方，然后将其放入架子或机器中，这一过程异样适用于制造环境，批发商店或某人的厨房，假如能有这些细节性的场景创新，将会对机器人运用场景带来消费和工业市场的根本性变革。
图片：西门子机器学习应战赛的自主组装
虽然下面说的许多运用软件程序曾经成为能够，但是假如没有附加的周边组件来提供他们本人的“现象级运用程序”价值，照旧很难让一个平台起步。
风趣的例子是Rethink Robotics或Robot Operating System（ROS）。
Rethink Robotics的Baxter和Sawyer Robots创始了一个伟大的用户体验（比如1973年的施乐Alto，真正的第一台PC），但它的运用很难扩展到简单的拣选和放置、码垛和卸件上去，因此盈利成了很费事的成绩。
ROS则率先开发了进程间通讯软件，该软件可以顺应机器人的需求（多台计算机，不同的编程言语）以及机器人技术中软件模块化的思想，但是由于缺乏通用的硬件平台，因此尚未交付单个运用程序，例如用于导航，途径规划或抓取，其功能超出研讨级的演示级别，一旦开发人员转向消费系统，也不会被丢弃。
同时，越来越多的机器人设备（例如提供智能功能的机器人手臂或3D感知系统）提供了无需中间计算机即可将它们衔接在一同的其他方式，同时保持了实时对他们硬件方面的严密控制。
在Robotic Materials Inc.，他们曾经获得了长足的发展，以辨认一些运用程序，例如渣滓箱拣选和组装，经过将机器学习和优化与直观的用户界面相结合，只需单击即可配置它们。
在这里，用户可以定义对象类别以及如何运用Web阅读器来掌握它们，然后在特定于机器人的图形编程言语中以一流对象的方式出现。
同时也对汇编停止了此操作，从而允许用户经过简单地将适当的命令拖放在一同就可以堆叠基于感知的拾取和基于力的汇编原语 。
虽然这种方法可以回答价格在“微型计算机”范围内的机器人的现象级运用程序的成绩，但尚不清楚如何用低于5000美元的机器人来产生现象级运用程序类型的价值。
其能够的答案有两个：首先，能够是随着军工产品低成本化，移动平台和文娱设备的不断改进，最终将出现技术预备和用户创新的交融，例如Apple II和VisiCalc。
例如，将Misty 变成家庭安全系统、将uArm放入低成本的分拣系统中；或相似Aibo的安装植入自闭症老人或儿童的治疗系统中，这些并不需求太多创新，知识新技术的运用。
其次，机器人及其部件必须大幅降低成本。理想上，计算机的价格呈指数下降，计算才能呈指数增长，这在很大程度上要归功于摩尔定律。
这一发展也协助了机器人技术，由于我们可以实时处理大量图像和深度数据，因此使我们可以在移动性和操纵性方面获得打破，我们可以预见到它继续这样做。
机器人有摩尔定律吗？
但是，人们能够会问，对于整个机器人行业（包括其一切电机和齿轮）而言，如何能够具有相似的动力学特性，以及机器人行业的“摩尔定律”会是什么样的？
在这里，我们要记住摩尔定律其实不是缘由，而是PC革命的结果。理想上，是由于第一个用于记录，编辑和游戏的首批现象级运用程序如此出色，以致于释放了宏大的消费者需求，一遍又一遍地超越了人们以为在物理上可行的基准。（我们清楚地记得，在DSL出现之前，56Kbps是铜质电话线的相对最大数据速率。）
汽车工业更是深上天证明了这些规模经济也适用于机电一体化。2020 Prius Prime是一个很好的例子，这是一种高度计算机化的插电式混合动力车，其价格非常低，而复杂程度却更高，可运用电动机，内燃机，以及各种传感器和计算机，它直接引爆了消费级市场。
因此，一旦机器人技术在大众市场上具有相似的吸引力，就很能够消费出一种批发价格仅为古代汽车非常之一的移动机械手。
鉴于这些机器人是方程式的一部分，其实可以积极地降低消费成本，因此这能够会以工业化历史上史无前例的速度发生。
还有一种驱动程序可以使机器人的功能成倍增长：云。通用机器人一旦学习了新技能或对其停止了编程，便可以与其他所无机器人共享它。
在某个时分，买了机器人的杂货店能够会让它曾经知道如何辨认和处理商店中99％的批发商品，这就打开了很多市场。
异样，制造商可以假设机器人可以处理和搬运某个人类可以买到的一切物品，又比如很多家庭可以希冀机器人知道宜家和陶器谷仓出售的每一种厨房用品。
听起来像是一个休息密集型的成绩，但比起用汽车，三轮车和雪地摩托等车辆为Google街景视图搜集镜头，它能够更易于管理，只是一个隐私的成绩。
机器人消费级市场的启动策略
当我们等待更好的运用程序和成本不断降低的硬件交融时，还必须继续探求除移动性，例如渣滓箱拣选，码垛，卸垛和组装之外的典型机器人运用程序。我们还必须继续处理根本应战，以使这些处理方案真正具有通用性。
对于这两个成绩，研讨对个人计算机的开发至关重要的策略能够会有所协助，这些策略异样适用于机器人技术：
1.从处理客户的成绩末尾。不幸的是，客户的成绩几乎绝不是需求传感器，小部件或一段代码，而是用他们曾经花费的钱处理成绩。
2.尽能够少地构建本人的硬件。在融资和发展中，机器人公司的业务模型构建价值应该比在硬件上获得利润的优势更强。例如假如人们可以购买一台计算机并直接运用优势软件，那人们为什么还要本人开发打字机呢？
3.假如要做平台，请确保它带有现象级运用程序。仅此一项就可以证明平台成本合理。示例：微型计算机公司不断再倒闭，直到苹果“ 1977三位一体机”与现象级运用电子表格和文字处理器相交融，他们才最终打造了一个世界现象级的公司。
4.运用开放式架构。这将创建一个生态系统，其别人可以竞争创建更好的组件和周边以及核心硬件设备，同时允许其别人将公司的处理方案集成到其垂直设备中并与其他设备堆叠。示例：Apple II和IBM PC都是完全开放的体系结构，支持许多克隆，从而扩展了用户和开发人员的基础。
将机器人做到千家万户，这是具有世界价值的。随着大多数业务流程曾经数字化，通用机器人将使我们可以填补移动性和操纵性方面的空白，在仅受可用资源和动力数量限制的程度上提高消费力，这能够会创造一个乌托邦，在其中创造力将成为最终的乌托邦货币。也许我们甚至会得到R2-D2。
文章来源：IEEE Spectrum Nikolaus Correll
原文作者：Nikolaus Correll
编译：中国机器人网刘众楷 |
