德國進口LINOS全系列MEVIS C 25MM/F1.6

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2011年，網景公司創始人與風險投資家馬克·安德森提出了非常具有創見，而且已經成為現實的觀點：“軟件正在吞噬世界”。到今天，如果把句子中的“軟件”替換為“傳感器”，這一觀點同樣適用。自傳感器誕生以來，由于它可以幫助人類將曾經不可知、難判斷的信息變成易獲取、更精準的數據，傳感器已經成為數字化社會較為重要的基礎設施。從智能手機到智能語音設備，從能源平臺到工業設備，傳感器自然而然地“化身”為人類連接機器、人類自身，以及自然環境的外延器官。隨著傳感器，以及與之相關的數據存儲、儲能、新材料、網絡基礎設備等軟硬件技術的發展，還有成本的持續下降，傳感器的應用場景將變得越來越豐富。據預測，到2020年，將有3000億個傳感器遍布于我們的日常生活中，市場規模將達到105億美元，而可打印的柔性傳感器的市場規模將達到73億美元。那么，在今天，傳感器到底已經有哪些用途？在未來，甚至在未來50年，傳感器又將經歷怎樣的進化，并將如何改變世界？一、今日無處不在的傳感器從消費電子到農業、從交通到醫療、從能源到航空航天，從工業到城市管理，傳感器已經深度融入人類生產與生活。1.消費電子在消費電子領域，隨著人類對功能需求的不斷增加，各類產品集成的傳感器也越來越多。比如，在智能手機中就裝有光線傳感器、距離傳感器、重力傳感器、陀螺儀、GPS、指紋傳感器等十多種傳感器。2.農業在農業領域，通過安裝在動物身上或農舍中的傳感器，我們可以實時監測動物健康狀況和各種風險，以大限度地減少動物疾病和死亡率，并提高生產力和生育率。通過田間的傳感器，我們可以精確了解天氣和土壤數據，以便確定種植、灌溉、施肥和收割的時間。3.建筑在智能建筑中，傳感器可以實時監測建筑內部的空氣質量、光照強度、煙霧濃度、溫度變化等數據，從而讓我們更好地管理室內空氣質量，減少能源消耗，改善居住和工作環境。4.醫療保健在醫療保健方面，傳感器可以用于糖尿病、高血壓等慢性疾病患者的藥物和生活方式的管理，還可以幫助子女或護工實時監測患有老年癡呆癥或阿爾茨海默氏癥等疾病的老年人的行為。在發現異常時，可以即時尋求醫生幫助或呼叫急救服務。通過傳感器，醫生可以遠程監控患者心率、血壓、血糖、心電等健康指標，并通過可服用電子藥丸，了解患者服藥情況和治療情況，以及時給出指導建議。總體而言，傳感器可以降低醫院成本，提升醫療質量，減少昂貴的緊急入院費用的頻率和住院治療費用。5.城市管理對于城市管理部門，傳感器可以幫助管理人員實時掌握燃氣、電力、自來水、污水等地下線路及設備的運轉情況；可以實時監控道路車輛與行人流量，及時調整交通運輸策略，以減少交通擁堵；可以告訴汽車駕駛員何處有空余車位，以避免不必要的時間浪費，并減少碳排放；甚至可以發現并追蹤疾病的爆發與傳播路徑。6.其他領域沒有傳感器，就沒有物聯網，也就沒有工業4.0。在工業、能源、等領域，傳感器可以實現對設備的預測性維護，通過對傳感器收集的數據進行分析處理，可以對潛在的問題做出反應，從而大限度地降低設備停機成本。二、更加精彩的未來未來，傳感器將變得更小、更便宜、更準確、更靈活、更節能、更環保，能夠收集更多類型的數據，并集成越來越多的新技術。1.更小，更便宜隨著各種新平臺和新材料的應用，制造商可以制造更小的傳感器，其性能可以與毫米級和微波級的電子元器件一樣高，并且隨著更少的硅的應用，成本將大幅降低。同時，新平臺還會降低傳感器的設計、開發和制造成本。從長遠來看，可自我校準的傳感器具有非常高的成本效益。通過自動校準，可以減少傳感器的維護次數和時間，并大幅降低維護成本。另外，可自我修復的傳感器將會有更廣泛的應用范圍，并使維護成本更低，特別是在發生各種災難和風險時將大有用處。2.更高的準確性目前，多通道協作頻譜感知的研究還處于初期階段。未來，一旦技術成熟，它將比現在的單通道傳感器提供更精確的監測數據。更準確、更可靠和可復制的傳感器將在醫療設備等領域擁有更多的應用場景，其實現的功能也更加強大。3.更靈活且更柔性柔性傳感器是未來傳感器發展的一個重要方向。目前，柔性光傳感器、PH傳感器、離子傳感器和生物傳感器仍處在早期開發階段。在未來，這些柔性傳感器將擁有更多創新應用，如人造皮膚、可穿戴傳感器和微動傳感。通過微線技術和磁場，傳感器可以像頭發絲一樣纖細，而又具有彈性，不需要電源，可以無接觸地測量溫度、壓力、拉力、應力，扭轉和位置。4.更好的感知與更多的數據未來的傳感器將更有效地模仿人類的感官，來檢測、處理和分析復雜的信號，如生物危害、氣味、材料壓力、病原體和腐蝕等。例如，這些先進的傳感器不僅僅能夠感知大量的單一分析物(例如二氧化碳)，還可以破解氣味中的每個組成部分。此外，智能微塵是由振動驅動的微觀傳感器，可以監控戰場、高層建筑或動脈堵塞等各種情況。5.更多的醫療應用目前，很多與健康相關的傳感器主要用在娛樂和生活方式領域，它們的功能達不到醫療級的要求。未來，更多醫療級的傳感器將通過嚴格的監管審批并實現醫療應用。隨著實驗室系統的微型化，將加速生物危害感知的新興技術的研發，可穿戴傳感器將成為真正的醫療級設備，而非簡單的生活和娛樂之用。醫療檢測將更加輕松，一臺檢測儀器可以分析更多的物質，并減少對檢測樣品量的需求，比如，可以通過汗液和眼淚等體液即可完成健康檢測。可吞服藥丸是實驗室系統微型化的一個應用，例如，已經有很多健康科技初創企業使用可吞服傳感器替代傳統的內窺鏡檢查，以減少患者的痛苦。還有一些科技公司研發的可吞服或可植入藥丸，可以在體內長期持續給藥，讓患者的日常治療更為輕松。6.更節能當前，大多數傳感器并不是很節能，因為其始終處于開啟狀態。未來，傳感器將變得更智能，并由特定條件驅動，只有當達到某個條件時才能被激活，而當它們處于待機模式時，幾乎沒有功耗。此外，傳感器還可以從周圍環境中獲取能量，實現更長久的運行。例如運動、壓力、光線，或患者身體與周圍空氣的熱量差異等都可以成為傳感器的能量來源。7.更環保在未來，環境友好型和可生物降解的傳感器將日益受到歡迎。例如，傳感器可以采用由細菌驅動的，可降解的紙基電池，此類傳感器可用于農田管理、環境監測、食品流通監測或醫療檢測等領域，而不會污染環境。8.更高的復雜性和更好的兼容性通過協調工作，傳感器將獲得額外的復雜性。傳感器集群可以更好地協調傳感器之間的工作，并通過自主學習系統來確定工作內容和位置。此外，各種新技術的采用，也將使傳感器變得更加多樣化。例如，通過激光技術，傳感器可以通過物質*的光譜識別出物質組成；飛行時間傳感器可通過紅外光脈沖測量兩個物體之間的距離；由晶體、特殊陶瓷、骨骼、DNA、蛋白質等材料制造的壓電傳感器可以更好地對外部壓力和潛熱進行響應。在未來，各種基礎科學的進步將進一步推動傳感器技術的快速進化。傳感器將變得更加小型化、人性化，人機交互更加友好；同時，它們將變得更加隱形，更加不易察覺。隨著傳感器更加深入地融入我們的日常生活，以及與AI等新技術的融合，在未來的互聯互通和自動化的世界中，傳感器將使我們的生活更加美好。
業智能化席卷，在“機器換人”的浪潮中，上海正成為越來越多工業機器人誕生的搖籃。在上海，不僅ABB、發那科等*齊聚，本土機器人制造企業也鉚足了干勁。

在金山一家工廠的生產流水線邊，一個個機器人正忙碌工作著。它們沒有人型軀殼，也不是變形金剛般的龐然大物，它們大部分只是一條巨大的胳膊。

這些看似有些笨拙的機器人，在上海沃迪智能裝備機器人研究院院長顧文昊和他的團隊眼里卻是寶貝——高附加值，并擁有自主知識產權，其技術含量已達到國內*水平。

“機器換人”不再是賠本買賣

進入21世紀，依靠機器人，國外工廠已逐漸從勞動密集型“制造”走向智能化“智造”，但在國內，機器人還是個新鮮事物。

沃迪裝備董事長趙吉斌看好國內機器人市場的發展，但他調查發現，雖然他的一些老客戶如食品廠、飲料廠有意購買搬運機器人，但當時國外的機器人太貴，售后服務又不方便，與人工成本相比，*沒有優勢。

“這就是為什么當時我們想造中國人自己的機器人，過去技術被國外企業壟斷，中國企業只能支付高昂的品牌溢價”。顧文昊說，隨著沃迪機器人打破行業壟斷，*不得不讓價格回歸合理區間。“這或許是民營企業為中國制造業做出的另一種貢獻。”

據介紹，功能類似的機器人過去價格高達幾百萬元，現在，只要幾十萬元就能買到。這大大降低了中國制造企業升級生產線的成本，“機器換人”也不再是賠本買賣。

自主研發體系是企業的核心

在業界，工業機器人被稱為“制造業頂端的明珠”，想要摘取這顆寶珠并不容易。更何況當時機器人研發在國內還屬于空白領域，沒有任何積累，機械結構、控制電路、軟件算法，所有環節都要自己摸索。

為了實現從無到有的突破，沃迪智能裝備成立機器人研發組聘請了業內有經驗的專家，同時招募了一批在國外學習機器人相關專業的年輕海歸，顧文昊便是其中之一。

顧文昊記得剛開始自主研發的時候，他們有太多問題要解決，比如機器臂的長短怎么設計？會有什么影響？背后的原理是什么？這些問題都需要大量實驗才能搞懂。那段時間，團隊成員經常連續一周住在公司，沒日沒夜地討論、實驗和調試設備。“有時候確實感到很痛苦，但每次解決難題，內心的興奮和喜悅又能帶來前進的巨大動力。”顧文昊說。

在自主研發過程中，公司借鑒了日本機器人制造企業的管理模式，購買了德國的一些技術，引進、吸收、消化、再創新。2009年，在3年研發后，沃迪自主研發的*款機器人終于面世

不過在顧文昊看來，相比推出*款產品，在這過程中建立起的自主研發體系才是企業的核心。“研發體系就是新產品開發的科學方法，如果體系不好，人和人配合不上，就會導致大量精力浪費在無用功上。有了完備的研發體系，我們才能將軟件和硬件打通，不斷地改進產品性能、推出新產品，并且在人員變動的情況下，保證公司的研發能力不受影響。”

得益于這套科學的自主研發體系，目前，沃迪智能裝備機器人研發組擁有的已授權和軟件著作權已接近300項。

優勢密碼在于深耕細分市場

“無人”車間里，沃迪機器人依靠有一條有力而靈敏的胳膊，將一箱箱飲料、一袋袋化肥包裝好、搬下流水線，碼垛堆疊。這種“干粗活”的碼垛機器人，如今成了工業市場的明星，被國內外許多生產企業廣泛應用于飲料、飼料、冶金、化工等領域。

從2009年到2019年，十年時間，沃迪不斷地對產品進行升級和迭代，機器人產品的銷售額也從百萬元增長到上億元。以碼垛機器人為例，不僅在國內市場擁有較高的，還獲得了市場的認可，遠銷美國等海外發達國家。

初公司的產品能靠價格優勢贏得市場，當行業整體降價后，一家成立20年的民營企業又該如何與*差異化生存呢？

在顧文昊看來，密碼就在于沃迪始終精耕細分市場。“相比*們大而全的產品路線，我們更專注于小而精。”顧文昊說，“目前公司的機器人主要集中在碼垛、包裝和物流領域，在這些領域，我們形成了競爭優勢。”

因為專注，沃迪非常了解客戶的需求，可以根據客戶個性化的需求，定制一套完整的生產解決方案。顧文昊舉了個例子：“客戶的產品不同，機器人所要包裝的形狀也不同，單一的抓手難以適應，就需要我們根據物料的形態來設計抓手形狀，在這方面，沃迪比*更了解市場。”

據介紹，為了能夠達到各類產品碼垛要求，沃迪智能裝備機器人研究組還通過技術革新，加入視覺識別系統。植入了“一雙慧眼”的沃迪機器人，既可以根據產品樣式分類堆放，還可以進行自我檢查。甚至主動告知“病情”，為工程師修復節約了人力，更為企業恢復生產贏得時間。類似這樣的創新，都離不開對細分市場的專注。

一步一個腳印從追趕到*

中國機器人技術何時能*？面對這個問題，顧文昊笑了笑說：“我沒法預測具體的時間，客觀上來說，機器人在國外已經有了上百年積累，而國內只有十多年歷史，雖然中國人肯拼肯吃苦，進步很快，但要在機械性能上做到*可能還需要一段時間，不過我們可以在服務上、在產品功能上做到*，比如積極擁抱互聯網，實現遠程監控，為客戶提供更便捷的服務等。”

在顧文昊看來，制造業必須一步一個腳印，不能總想著“彎道超車”。企業應該時刻保持對市場的敬畏，要保證盈利，保證活下去，然后堅持自主研發，持續不斷地投入研發經費，踏踏實實地積累技術和經驗。做到這些，自然能夠在自己專注的領域*。

“幸運的是，中國機器人市場足夠大，有無數細分領域，民營企業有足夠的生存空間。”他補充說道。

機器人是衡量一個國家科技創新和制造業水平的重要標志。數據顯示，2018年中國工業機器人銷量達15.64萬臺，同比增長近15%，中國已連續6年成為工業機器人的大消費市場。面對未來，顧文昊和他的團隊充滿信心。
將機器人視為威脅的倉庫物流人員可以暫時“長舒一口氣”了。亞馬遜機器人技術實施總監斯科特·安德森(Scott Anderson)昨日表示，亞馬遜倉庫距離*的端到端自動化至少還有10年時間。安德森說：“從現在來看自動化技術還相當有限，并未達到亞馬遜需要的水平。”路透社今天的報道援引了安德森的這番評論，并強調當前的自動化技術發展步伐，即使亞馬遜倉庫這種對機器人勞動力而言已經十分成熟的環境也不例外。亞馬遜在美國擁有110個倉庫，45個分揀中心和大約50個交付站，所有這些地方總計雇用了超過12.5萬全職倉庫工人。但是只有一小部分工作是由機器人完成的。現在的機器人的確不夠精確，而且行動笨拙，需要借助很多培訓才能突破現有的狹窄用例。就目前而言，大部分的勞作機器人都被設定為專門做單一的工作，如果要讓機器人做其他事情，就必須要耗費大量時間及金錢重新編程。而可以一次做不同事情、在不斷變化的環境下移動的機器人目前仍在研發當中。就連識別對象并在以前從未見過該對象的情況下進行拾取這個簡單過程，也需要借助一系列復雜的軟件和硬件，更不用說這些軟件和硬件還尚未投入商用。（圖為亞馬遜倉儲機器人Kiva）除了“智商”，倉庫機器人的“不穩重”也是一大硬傷。亞馬遜在倉庫中投入使用的機器人已經超過了10萬個，主要用來幫助移動和整理產品。其中包括運輸倉庫機器人Kiva(外形酷似身穿橘色外套)以及伸抓拿取的機械臂。然而，就是這些被視作未來倉庫頂梁柱的機器人卻經常招來禍患，三番兩次將亞馬遜推上風口浪尖。2018年12月5日，在美國新澤西州的一個亞馬遜自動化倉庫內，機器人意外戳破了一罐防熊噴霧——有毒氣液馬上彌散開來，機器人“渾然不覺”，人類員工卻“聞之欲猝”，終造成24名員工直接受傷被送醫院，1名員工進重癥監護室，50多名員工受影響。該事故遭到了美國零售、批發和百貨公司聯盟的工會主席Stuart Appelbaum的嚴厲批評：“亞馬遜的自動機器人將人類置于威脅生命的危險之中。這是公司把利潤置于員工健康和安全之上的又一個無恥的例子，我們不能容忍。這個世界上富有的公司置辛勤工作的人的生命于危險之中，不能讓其繼續逍遙法外。”隨后，亞馬遜在英國的數據也被翻了出來，資料顯示，從2015年到2017年，救護車被呼叫到亞馬遜倉庫600次。這些都說明了亞馬遜倉庫機器人確實存在眾多問題。不過，在小編看來，影響亞馬遜倉庫自動化進程的不僅有現實的技術難題，更有外部的無形壓力。亞馬遜的工人福利是一個經常引起爭議的話題，多次遭到組織和其他亞馬遜批評者的抨擊，他們指責該公司倉庫的工作條件艱苦，把員工當成機器。其次，作為美國大的雇主之一，隨著亞馬遜加快部署全自動化倉庫，就必定會日益減少對人力的依賴，而這勢必會對無數美國家庭造成負面影響，對社會的穩定造成一定的沖擊。工會等組織肯定不會坐視不理，必定會對亞馬遜進行施壓，亞馬遜就必須在社會利益和企業利益之間做一個權衡。那么，延長實現全自動化倉庫的時間不僅能取悅各方，也能為自己攻破技術難點痛點爭取更多的時間，這也不失為一個好辦法。

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