軟件操控機(jī)器?能否挽救被?動(dòng)化“遺忘”的服裝業(yè)？

近日，國(guó)內(nèi)一家機(jī)器人公司梭芯智能Bobbin宣布與跨境母嬰服裝頭部品牌PatPat達(dá)成合作，其研發(fā)的初代縫紉機(jī)器人將于廣州番禺工廠進(jìn)行測(cè)試。服裝是一個(gè)關(guān)乎民生的萬(wàn)億級(jí)行業(yè)，但在這一領(lǐng)域中創(chuàng)業(yè)的機(jī)器人公司少之又少，梭芯的定位顯得相當(dāng)獨(dú)特。

服裝機(jī)器人一直未形成市場(chǎng)的原因在于，服裝生產(chǎn)的場(chǎng)景難以被自動(dòng)化解決。

在金屬、塑料加工或是汽車(chē)行業(yè)中，機(jī)器人的使用已經(jīng)尋常可見(jiàn)，無(wú)論搬起幾十公斤的車(chē)架，或是快速焊接物體，機(jī)械臂都不在話(huà)下。但在服裝工廠，機(jī)械臂面對(duì)的是柔軟布料——可以拉伸、彎曲和折疊，而目前沒(méi)有成熟的產(chǎn)品能像人手一樣靈活地操控布料，即便有公司想要嘗試也要付出高昂的研發(fā)成本。

作為創(chuàng)業(yè)公司，梭芯試圖用最前沿的機(jī)器人技術(shù)扎進(jìn)服裝這一最為傳統(tǒng)的行業(yè)，找出場(chǎng)景需求的最優(yōu)解，來(lái)提高服裝產(chǎn)業(yè)鏈的整體生產(chǎn)效率。

隱藏在縫紉車(chē)間里的龐大藍(lán)海并非沒(méi)有人踏足，在勞動(dòng)力成本異常高昂的歐美國(guó)家，也出現(xiàn)過(guò)一些縫紉機(jī)器人的方案。

縫紉工序的關(guān)鍵之一在于“夾取”，來(lái)復(fù)現(xiàn)工人在縫紉機(jī)前引導(dǎo)布料的操作，真空吸取、靜電和針刺等都不能完美解決不同布料的夾取。一家美國(guó)縫紉機(jī)器人曾推出T恤的自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)，價(jià)格達(dá)千萬(wàn)元，但只適用于簡(jiǎn)單固定款式的生產(chǎn)，遠(yuǎn)達(dá)不到解決問(wèn)題的程度。

為了從縫紉工序中破局服裝制造的自動(dòng)化，梭芯創(chuàng)始人王嘉卿拉來(lái)了在加州理工讀博期間專(zhuān)攻機(jī)器人方向的校友馬文龍。創(chuàng)辦公司后，兩人連續(xù)在工廠中吃住數(shù)月。長(zhǎng)時(shí)間的觀察讓他們注意到，即使是同一道工序，幾乎每個(gè)工人都有自己的一套縫紉手法和小訣竅，沒(méi)有一套標(biāo)準(zhǔn)化的操作可供參考。

他們決定由此突破，讓機(jī)器人像人一樣操作。在軟硬件設(shè)計(jì)上，梭芯自研執(zhí)行機(jī)構(gòu)，例如夾爪等硬件，利用了3D視覺(jué)及安全力控，來(lái)讓縫紉機(jī)器人擁有真正的“手”和“眼”，解決多種縫紉工藝的布料操作難題。

具體來(lái)說(shuō)，機(jī)器人可以通過(guò)深度學(xué)習(xí)和3D視覺(jué)對(duì)布料的抓取點(diǎn)位精準(zhǔn)定位，來(lái)預(yù)測(cè)裁片的幾何形變、顏色和運(yùn)動(dòng)軌跡，這就具備了“眼”的功能。在軟件層面，梭芯基于機(jī)器人和布料的動(dòng)力學(xué)模型開(kāi)發(fā)了非線(xiàn)性?xún)?yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃與精準(zhǔn)控制，進(jìn)而可以對(duì)裁剪好的布料進(jìn)行分撿、放置、平鋪、翻轉(zhuǎn)和對(duì)齊等復(fù)雜操作。

布料操作問(wèn)題只是成衣制造自動(dòng)化的難點(diǎn)之一。

即使是同種衣服，布料、款式的不同還需要完全不同的生產(chǎn)流程。同樣是T恤，根據(jù)領(lǐng)口的不同，就會(huì)使用不同種類(lèi)的縫紉機(jī)。款式的多樣性則是決定快時(shí)尚品牌競(jìng)爭(zhēng)力的核心壁壘。

任意打開(kāi)一家知名快時(shí)尚服飾網(wǎng)站，光是T恤就有百十款。一件簡(jiǎn)單的T恤，可能只需要10～20個(gè)不同步驟，而要讓自動(dòng)化設(shè)備完成這些步驟，需要工程師花大量時(shí)間來(lái)編程。如果針對(duì)上百款的衣服都開(kāi)發(fā)自動(dòng)化專(zhuān)機(jī)，其工作量與回報(bào)顯然不成正比。要真正落地應(yīng)用，縫紉機(jī)器人就必須靈活地應(yīng)對(duì)不同款式的生產(chǎn)需求。汽車(chē)、3C行業(yè)中只做單道工序的做法在這一場(chǎng)景并不適用。

針對(duì)適應(yīng)性問(wèn)題，梭芯設(shè)計(jì)了一套工藝庫(kù)和快速產(chǎn)線(xiàn)部署軟件的架構(gòu)，來(lái)完成不同生產(chǎn)需求的快速組建和部署。

這套架構(gòu)類(lèi)似于樂(lè)高積木，工藝庫(kù)能夠?qū)⒁恍┩ㄓ玫目p紉工藝打包成隨手可用的“積木”，可靈活調(diào)整以適應(yīng)不同的款式。

比如一款T恤有十多個(gè)步驟，但其中有好幾個(gè)步驟是屬于同一類(lèi)工藝，“例如肩線(xiàn)和側(cè)線(xiàn)的包縫工藝，下擺的包邊和袖子的包邊都一致。”這些相似的步驟組成了單元化的工藝包，讓機(jī)器人有更高的通用性。

快速產(chǎn)線(xiàn)部署軟件則是積木式工藝的流程調(diào)度架構(gòu)，通過(guò)調(diào)用這些工藝包，服裝工廠能夠按照需求快速搭建適應(yīng)不同多種款式和尺寸的生產(chǎn)流程。

此外，為了實(shí)現(xiàn)快速和低成本開(kāi)發(fā)和迭代，梭芯自建高保真仿真環(huán)境。梭芯仿真環(huán)境采用高保真物理引擎，用大量數(shù)據(jù)讓機(jī)器學(xué)習(xí)算法快速進(jìn)化，進(jìn)而快速檢測(cè)業(yè)務(wù)邏輯、軟件系統(tǒng)、動(dòng)力學(xué)特性和碰撞等。

經(jīng)過(guò)了近一年時(shí)間的開(kāi)發(fā)，梭芯的初代智能縫紉機(jī)器人已經(jīng)臨近落地。據(jù)梭芯透露，目前其樣機(jī)已實(shí)現(xiàn)基本款童裝縫紉工藝的全自動(dòng)化，在無(wú)人介入的情況將裁片直接縫制為成衣，且成品質(zhì)量與人工無(wú)異。

梭芯近期將部署初代產(chǎn)品至客戶(hù)工廠現(xiàn)場(chǎng)，并通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)與客戶(hù)共同驗(yàn)證機(jī)器人技術(shù)為服裝行業(yè)帶來(lái)的價(jià)值。

機(jī)器人是一項(xiàng)多學(xué)科融合的前沿技術(shù)，能將技術(shù)快速落地應(yīng)用到產(chǎn)品，來(lái)源于梭芯的產(chǎn)學(xué)研基因，梭芯核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員出自加州理工學(xué)院、蘋(píng)果和豐田研究中心。

這場(chǎng)傳統(tǒng)制造業(yè)的自動(dòng)化轉(zhuǎn)型之戰(zhàn)，即將拉開(kāi)帷幕。