第一传奇：机器人制造商Unimation

寂静回声

       一百年前，捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在其科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Robotnik（波兰文，原意为“工人”），创造出Robot即机器人一词。
         美国著名科幻作家阿西莫夫在1940提出了著名的“机器人三原则”：
第一条：机器人不得伤害人类，或看到人类受到伤害而袖手旁观
第二条：机器人必须服从人类的命令，除非这条命令与第一条相矛盾
第三条：机器人必须保护自己，除非这种保护与以上两条相矛盾。
         2016年12月1日，被誉为"机器人之父"的约瑟夫·恩格尔伯格（Joseph Engelberger），在美国因病去世，享年90岁。他发明制造了人类第一台机器人。
        1925年恩格尔伯格出生在一个纽约布鲁克林的德国移民家庭，先后获得哥伦比亚大学物理学士和电子工程硕士学位。
       1950年，恩格尔伯格读到了阿西莫夫的小说集《我，机器人》（I， Robot），爱不释手，产生了制造机器人的念头。
       1954年，美国发明家乔治·德沃尔（George C.Devol）在他的申请专利中，提出可编程物体转移”设备，可以通过手动示教该移动设备。
      1955年，Denavit 和Hartenberg提出一种通用的方法，这种方法在机器人的每个连杆上都固定一个坐标系，然后用4×4的齐次变换矩阵来描述相邻两连杆的空间关系。通过依次变换可最终推导出末端执行器相对于基坐标系的位姿，从而建立机器人的运动学方程。这就是机器人运动学最为著名的DH矩阵。
      1956年，恩格尔伯格在一个鸡尾酒会上与乔治·德沃尔相逢，他们讨论了名噪一时的阿西莫夫关于机器人的哲理，当德沃尔提到自己的专利“可编程物体转移”设备时恩格尔伯格脱口而出，“这不是阿西莫夫笔下的机器人吗!”，两人都有将其投入到危险系数较高行业的想法，两人一拍即合，决定合作创立一家生产机器人的公司。

             新公司取名Unimation，来自于两个单词“Universal”和“Animation”的缩写，意为通用自动化。
1959年，德沃尔和恩格柏格发明了世界上第一台工业机器人，命名为Unimate（尤尼梅特），意思是“万能自动”。英格伯格负责设计机器人的“手”、“脚”、“身体”，即机器人的机械部分和完成操作部分；由德沃尔设计机器人的“头脑”、“神经系统”、“肌肉系统”，即机器人的控制装置和驱动装置。虽然，这个产品庞大而笨重，只能完成很简单的任务，但它是人类历史上第一个机器人。

   恩格尔伯格和德沃尔从一开始就很清楚，机器人的研发成本很高，只有大公司才买得起。他们把研发方向定在为重型制造业服务，让机器人承担对人类有危险的工作。美国最大的通用汽车公司，是他们首先想到的目标客户。恩格尔伯格游说通用汽车，希望他们买一台机器人。由于以前从来没有这种东西，很多人对这个产品将信将疑。
1961年，通用汽车好不容易答应，在离纽约最近的新泽西工厂，装一台试试看。第一台Unimation机器人的成本是6万美元，售价却只有2万5千美元，因为不这样就卖不出去。这台工业机器人用于生产汽车的门、车窗把柄、换档旋钮、灯具固定架，以及汽车内部的其他硬件等。工业机器人在生产线上的作用非常明显，动作精准、永不疲倦、不怕高温和污染。比如，焊接工作处于高温环境，会产生有害气体，工人一不小心就会中毒，机器人就没有这个问题。

通用汽车开始订购更多的机器人，安装在全美各地的工厂，承担的工作扩展到焊接、油漆、粘合和装配。这帮助它取得了自动化生产的革命性突破，巩固和扩大了行业领先地位。其他汽车公司纷纷跟进，将机器人用于自家的流水线。美国机器人协会后来评价，恩格尔伯格的这个发明“彻底改变了现代工业和汽车制造的流程”。
   
上个世纪60年代，Unimation机器人革新了制造的新流程，同时美国现代工业革命达到了顶峰，阿波罗计划把人类送上了月球，整个美国都对新技术、新设备感兴趣。

1966年，最热门的晚间谈话节目把Unimation机器人请上了电视，让它对着全国300万观众，发高尔夫球、倒啤酒、挥舞指挥棒，甚至拉手风琴，从此，恩格尔伯格一举成名。

1967年，一台Unimate机器人安装运行于瑞典的Metallverken,Uppsland Väsby，这是在欧洲安装运行的第一台工业机器人，同时也标志着unimation机器人走出美国，进入欧洲市场。
1969年，在大西洋海岸的另一边汽车制造业的传奇--日本，得知Unimation颠覆传统制造方式，将恩格尔伯格请到东京演讲，指导日本汽车厂商研发机器人，从此进入日本市场。事实上，后来有人评价，日本机器人的崛起与此次恩格尔伯格的演讲有着重大关系，对日本汽车制造业产生深远影响。
Unimation的首席执行官Stanley Polcyn曾经与恩格尔伯格共事过，他表示在他加入公司之前，该公司仅有一年盈利。我们无法在美国市场获得足够的资金，因此我们将技术授权给了川崎，日本的川崎开始为亚洲市场生产Unimate机器人。瑞典的ASEA公司和俄亥俄州的Cincinnati Milacron公司也获得了许可，这两家公司最终变成了ABB机器人，甚至IBM也曾获得Unimate的一次性许可，还有包括芬兰电信巨头诺基亚也到许可。


1969年，Unimation公司与日本川崎重工（Kawasaki Heavy Industries）签订许可协议，生产Unimate机器人专供亚洲市场销售。川崎把开发和生产能节省劳动力的机器人和系统作为一项重要任务来完成，成为日本在工业机器人领域的先驱。并且在1969年，川崎重工公司成功开发了Kawasaki -Unimate2000机器人，这是日本生产的第一台工业机器人。


1973年，第一台机电驱动的6轴机器人面世。德国库卡公司（KUKA）将其使用的Unimate机器人研发改造成其第一台产业机器人，命名为Famulus，这是世界上第一台机电驱动的6轴机器人。


1974年，瑞典通用电气公司（ASEA，ABB公司的前身）开发出世界上第一台全电力驱动、由微处理器控制的工业机器人IRB 6。IRB6主要应用于工件的取放和物料的搬运，首台IRB 6运行于瑞典南部的一家小型机械工程公司。IRB 6采用仿人化设计，其手臂动作模仿人类的手臂，载重6公斤载荷，5轴。IRB 6的S1控制器是第一个使用英特尔8位微处理器，内存容量为16KB。控制器有16个数字I / O接口，通过16个按键编程，并具有四位数的LED显示屏。


1977年，Unimation收购机器人技术先驱Vicarm Inc.后形成的西海岸分支，又称为Unimation West，Unimation West 主要研究通过触觉及压力传感器反馈机器人装配，是Adept Technology前身。1984年，Adept Technology公司开发出第一台直接驱动的选择顺应性装配机器手臂（SCARA），命名为AdeptOne。不过最终被欧姆龙收购了，成为 Omron Adept Technologies的Adept Technology。


1978年，美国Unimation公司推出通用工业机器人（ProgrammableUniversal Machine for Assembly，PUMA），应用于通用汽车装配线，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。不仅如此，一些大学还用Puma系列的工业机器人作为教具。我相信学过机器人学的同学们一定会记得老师用Puma560讲解矩阵变化吧。



1982年，史陶比尔机器人（Staubli）成为美国 Unimation 机器人在瑞士和法国的唯一的分销商，并且史陶比尔机器人自身也是PUMA 是第一个拥有实时系统和高级功能的工业机器人。


随着年龄和荣誉的增长，恩格尔伯格在技术上变得保守。他不赞成在机器人内部，使用电机替代液压，也不认为制造有腿的机器人是必要的，使用轮子更符合实际。
1983年他将Unimation公司以1.07亿美元的价格，卖给了西屋公司，退出了工业机器人行业。那时，恩格尔伯格可谓功成名就。第一个Unimation机器人，在运作了10万个小时之后，已经光荣退役，送进了博物馆。全世界制作业使用的机器人，超过了300万个。他本人也当选了美国工程院院士。
1983年被西屋收购之后，Unimation就进入了一个非正常状态，这标志着一个行业的摇摇欲坠。Unimation的首席执行官Stanley Polcyn曾说，Unimation当时有1000名员工，收购之后仅仅几年的时间，员工人数就下降到只有5人。
Unmation的衰落要归咎于大公司的政治、僵化和优柔寡断。其他人将其归因于从液压技术向电动机器人不可避免的过渡。或者是外部的影响？Polcyn表示，即使在Unimation内部，他们也存在矛盾。最终，市场做出了决定。到了20世纪80年代中期，所有的大型采购都将转向电动机器人，日本机器人制造商开始向“汽车城”底特律进军。
1989年，史陶比尔从美国西屋电气收购了 Unimation公司的专利和市场。直到今天，史陶比尔仍然在TX系列机器人上使用Unimation这个品牌。


1984年恩格尔伯格又创建了TRC公司，研发服务机器人。
1988年，他又推出了世界第一个服务业机器人HelpMate。。这个机器人用来在医院走廊穿行，为病人送饭、送药、送邮件，并记录病人的情况。

目前已在世界各国几十家医院投入使用。“护士助手”除了出售外，还出租。由于“护士助手”的市场前景看好，现已成立了“护士助手”机器人公司，恩格尔伯格任主席。“护士助手”是自主式机器人，它不需要有线制导，也不需要事先作计划，一旦编好程序，它随时可以完成以下各项任务：运送医疗器材和设备，为病人送饭，送病历、报表及信件，运送药品，运送试验样品及试验结果，在医院内部送邮件及包裹。

恩格尔伯格一直坚持“服务机器人与人的生活息息相关”的观点。他希望通过为机器人装上各种传感器，使其能够直接为人类服务，首先是帮助老年人和残疾人。
恩格尔伯格认为机器人能够承担重复性家务，比如取物、清洁、做饭等等，用来护理老年人，最合适不过了。

接受彭博商业周刊采访时，恩格尔伯格说道，"家用机器人比工业机器人有更广阔的市场前景"。
美国机器人工业协会（RIA）宣布，Esben ØStergaard荣获2018年恩格尔伯格机器人技术奖。由ØStergaard主导研发的优傲协作式机器人手臂是机器人行业近十年来最重大的技术突破之一。美国机器人工业协会（RIA）会长Jeff Burnstein称，优傲机器人首席技术官是一个有远见的人，他定义了一种新的机器人技术。“他在机器人协同应用领域的工作，让机器人进入了以前不可想象的行业。
2008年，优傲机器人发布了世界上首台无需安全围栏的商用机器人。而对于还未实现人机协作广泛应用的市场来说，这一举动给人们带来了巨大的财务风险。尽管如此，Esben ØStergaard和他的团队仍然成功推出了这款安全易用、轻便灵活的协作式机器人。目前，优傲机器人在全球销售的协作式机器人（也称“cobot”）中占到了58%的份额，在2017年实现了72%的快速增长。这些成就奠定了优傲机器人在协作机器人（cobot）市场上无可匹敌的领导地位。
Esben ØStergaard 表示“能够获得这个以改变工业世界的‘机器人之父’”约瑟夫•恩格尔伯格命名的奖项，我感到非常荣幸。“
恩格尔伯格机器人奖是以全球“机器人之父”约瑟夫•恩格尔伯格（Joseph F. Engelberger）的名字命名的。恩格尔伯格是全球首家工业机器人制造商Unimation公司的创始人兼总裁。自1977年以来，恩格尔伯格机器人奖已颁发给在机器人行业技术开发、应用、教育和领导方面做出杰出贡献的个人，并表彰来自世界各地的杰出人士。