無人機和機器人倉儲管理應用如何拯救沃爾瑪們？
物聯網是通過 Internet 將眾多 RFID（射頻識別）應用系統連接起來並在廣域網路範圍內對物品身份進行識別的分散式系統。RFID 是物聯網的重要部分，射頻識別（RFID）標籤在現代物品管理上起著革命性的作用，
具體而言，RFID是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標物件並獲取相關資料，識別工作無須人工干預，可工作於各種環境之下。
RFID 最初用於軍事領域，轉為民用後獲得新的生命，目前零售行業是 RFID 應用的主力軍，航空、建築等行業的 RFID 應用也方興未艾。
一直以來，使用 RFID 技術應用於倉儲管理已經算是比較成熟的 RFID 應用了。
隨著現代零售業務規模的不斷擴大，人力操作模式已經無法滿足急劇增長的資料讀取、分析、管理需求。
無人機、機器人平臺與物聯網行業融合
根據 2016 年 RFID 世界網特邀專家林俊奇的預測指出，當前越來越多的零售商將從試點階段轉向正式部署階段。
在很大程度上，傳統零售倉儲管理行業正在經歷美國軍方大規模引進無人機時相似的問題，即人工數量、成本和操作模式無法滿足日益龐大的任務需求，
以零售倉儲管理行業為代表的物聯網領域正在與無人機、機器人為代表的人工智慧技術平臺快速融合，實現 RFID 技術的再次繁榮。
國外無人機及機器人倉儲管理應用
當前，國外倉儲管理運用人工智慧工作裝備平臺主要有無人機和機器人兩種裝備。
美國
1. 沃爾瑪
2016 年 6 月份，沃爾瑪就宣佈成立無人機研發團隊，計畫打造出企業專屬的商用無人機，用於庫存檢察和貨物運輸，以提高企業工作效率。沃爾瑪計畫用無人機取代倉庫的庫存管理人員，在一天內完成人類一個月的工作量，即時監控產品缺貨狀況和配送詳情。
2. 麻省理工學院
2017 年， MIT 的研究團隊開發出一種系統，可以使小型的無人機在數十米遠的地方就能夠讀取到 RFID 標籤上的內容，同時識別出標籤的具體位置，以此來解決庫存資料和實際物料存儲位置不匹配的問題。
該團隊成功解決了室內空間狹小，小型無人機無法攜帶較大 RFID 讀寫器的問題。通過採用中繼系統使得無人機可以接收中繼 RFID 讀寫器發射的信號。該系統可安裝在大型倉庫中，以用於連續監控，並解決庫存資料與實際物料位置不匹配的問題，並幫助員工快速找到物品的位置。據瞭解，該系統的平均定位誤差約為 19 釐米。
3. Trimble 公司
美國 Trimble 公司推出了新一代雙埠小型化羽量級 RFID 讀寫器——Sargas 2-Port，能夠非常完美的嵌入到無人機裡使用。該產品內置了 ThingMagic Micro 讀取器模組，可實現 9 米範圍內每秒讀取 750 個標籤。擁有 2 個天線，兩個天線孔支援 RP-SMA 連接，同時讀取器還配備乙太網，MicroSD 以及 2 個 USB 埠。此外，Trimble 還提供了一個支援 Java，Dot-Net 以及 C 語語言環境的 SDK 工具。
同時，Trimble 也研發推出了自己的無人機 ZX5。該無人機具有 5KG 的有效載荷能力，20 分鐘的飛行時間，GPS 功能可以報告航位姿態和被定向的位置資訊。
Trimble 正在與 Google 在美國試點「智慧農場」土壤測量項目。在該項目中，將無源感測器標籤插入到土壤中，利用帶有感測器的標籤來測量土壤水分，使用配備 GPS 和 RFID 的無人機來讀取標籤採集的資料並上傳報告。
4. Pric 公司
位於美國加州的 Pric 公司已正式通過了 FCC 認證並獲得運營商業無人機業務，研發了基於無人機的堆場管理解決方案。利用空中感測器平臺通過使用一組陣列感測器來實現露天和室內作業中難以接近的資產庫存管理。該方案具有自動回避障礙物、自動返回始發地、自主降落功能、自動讀取沿路標籤的特性。
5. ROBi
視覺化技術和數位化供應鏈服務的業界領軍公司 Surgere 推出自動優化和庫存平衡產品機器人 ROBi，用於説明生產、存放汽車零部件的企業清點庫存，有效提升庫存量計算的準確性。目前 ROBi 已在美國俄亥俄州某個一級汽車零部件供應商的配送中心成功通過測試，準備開始大規模部署。
ROBi 結合了 RFID 技術和 Fetch Robotics 的移動機器人平臺，能從各個角度和方向自動讀取標籤資訊。倉庫中所有零部件的資訊及位置資料已被事先記錄在 Surgere 的雲端資產管理系統，通過在程式設定的路線上移動，ROBi 能讀取零件、工具及其他資產的標籤，將資訊傳送到雲端進行比對、審核，以此判斷倉庫的庫存量變化。
ROBi 有人工難以媲美的兩個優勢：一是機器人能採集包括物品堆疊高度、存儲深度和機器人移動速度等多個資料，完全免去了人工手動搜索的必要；二是作為迴圈計數的一部分，機器人還能繪製記錄了設施和貨物位置資訊的 3D 地圖。
隨著庫存定位越來越精准、機器人採集的各類資料日益豐富，機器人將在倉庫管理中扮演重要角色。毫無疑問，ROBi 變革了汽車供應鏈的傳統規則，實現了真正的庫存盤點自動化。
德國
2016 年，在德國的 CeBIT 展會上，德國弗勞恩霍夫物流研究院(Fraunhofer IML)和 Aibotix 無人機公司合作展示了基於RFID技術的無人機庫存管理系統（InventAIRy）。
與目前常見的在貨物或託盤上安裝 RFID 標籤、在倉庫內固定安裝天線來進行跟蹤識別的方法恰恰相反，InventAIRy 在整個飛行過程中，是將讀取晶片安裝在倉庫裡的固定位置，而將天線集成在飛行機器人身上，這樣 InventAIRy 相當於一個無人駕駛運輸系統和庫存管理系統的結合體。
InventAIRy 飛行機器人通過光學感測器和超聲波感測器準確識別周圍環境、躲避障礙物，智慧規劃出最合理的飛行路線，實現定位倉庫位置並通過跟蹤和識別條碼或 RFID 標籤來讀取貨物資訊記錄存儲物品資訊。
日本
日本電裝 WAVE 公司更推出了最遠可從約 2.5 米處讀取 RFID 標籤的 RFID 讀卡器 RFID VOCS Scanner UR30。該公司將該產品配備在無人機上，可在戶外從空中讀取 RFID 標籤。
阿聯酋
在阿聯酋迪拜，Age 鋼鐵公司則利用無人機加 RFID 技術在戶外堆場追蹤庫存的鋼材產品。由於阿聯酋迪拜的室外環境比較惡劣，尤其是在夏季，室外溫度可以達到 50 攝氏度，讓倉庫管理人員難以忍受。Age 將 UHF RFID 標籤放置在每一捆鋼材上，對無人機進行 GPS 程式設計，就能通過移動通信報告標籤資料。該專案已經在 Age 的 4 個倉儲堆場成功應用。
從以上的應用案例中可以看到，相對而言，無人機平臺具備行動空間比地面機器人更加自由、立體、靈活，移動速度更快，對室外等複雜倉儲環境具有適應能力更強的優勢。地面機器人則具備讀取裝備載荷更大，移動精准度更高，讀取更加精確等優勢。
中國
當前，物流企業在無人物流方面展開了全方位角逐，而阿裡和京東之間的競爭尤其激烈。
8 月初，京東宣佈在江蘇昆山啟用無人分揀中心，其最大特點是，從供包到裝車，全流程無人操作。與此同時，阿裡旗下的菜鳥網路也宣佈，自己打造的中國最大機器人倉庫已在廣東惠陽投入使用。
無人機在物聯網領域跨界應用的啟示
相對而言，中國目前無人機、機器人在倉儲、物流行業的應用多局限在後端應用環節，前端適用于小型無人機的的專用 RFID 設備開發環節較為缺乏。
同時，從美國麻省理工學院的應用案例可以發現，無人機在物聯網領域的應用實現的關鍵在於如何突破無人機載荷較小的局限，一旦做好兩項技術介面方面的技術攻關，就可以實現一加一遠大於二的效果，實現對倉儲管理領域技術應用的重大突破，帶來運營管理模式的重大變革。
在未來無人機發展過程中，對無人機的應用不能僅僅將其作為一個載荷平臺，做簡單的技術嫁接工作。同樣甚至是更加重要的是對平臺局限的突破，優勢的開發，做好跨領域應用的技術介面對接，對傳統技術思路的創新式改造，結合無人機平臺的特徵，進行專用介面技術和裝備的深度開發。
同時識別出標籤的具體位置，以此來解決庫存資料和實際物料存儲位置不匹配的問題。該團隊成功解決了室內空間狹小，小型無人機無法攜帶較大 RFID 讀寫器的問題。通過採用中繼系統使得無人機可以接收中繼 RFID 讀寫器發射的信號。該系統可安裝在大型倉庫中，以用於連續監控，並解決庫存資料與實際物料位置不匹配的問題，並幫助員工快速找到物品的位置。據瞭解，該系統的平均定位誤差約為 19 釐米。
3. Trimble 公司
美國 Trimble 公司推出了新一代雙埠小型化羽量級 RFID 讀寫器——Sargas 2-Port，能夠非常完美的嵌入到無人機裡使用。該產品內置了 ThingMagic Micro 讀取器模組，可實現 9 米範圍內每秒讀取 750 個標籤。擁有 2 個天線，兩個天線孔支援 RP-SMA 連接，同時讀取器還配備乙太網，MicroSD 以及 2 個 USB 埠。此外，Trimble 還提供了一個支援 Java，Dot-Net 以及 C 語語言環境的 SDK 工具。
同時，Trimble 也研發推出了自己的無人機 ZX5。該無人機具有 5KG 的有效載荷能力，20 分鐘的飛行時間，GPS 功能可以報告航位姿態和被定向的位置資訊。
Trimble 正在與 Google 在美國試點「智慧農場」土壤測量項目。在該項目中，將無源感測器標籤插入到土壤中，利用帶有感測器的標籤來測量土壤水分，使用配備 GPS 和 RFID 的無人機來讀取標籤採集的資料並上傳報告。
4. Pric 公司
位於美國加州的 Pric 公司已正式通過了 FCC 認證並獲得運營商業無人機業務，研發了基於無人機的堆場管理解決方案。利用空中感測器平臺通過使用一組陣列感測器來實現露天和室內作業中難以接近的資產庫存管理。該方案具有自動回避障礙物、自動返回始發地、自主降落功能、自動讀取沿路標籤的特性。
5. ROBi
視覺化技術和數位化供應鏈服務的業界領軍公司 Surgere 推出自動優化和庫存平衡產品機器人 ROBi，用於説明生產、存放汽車零部件的企業清點庫存，有效提升庫存量計算的準確性。目前 ROBi 已在美國俄亥俄州某個一級汽車零部件供應商的配送中心成功通過測試，準備開始大規模部署。
ROBi 結合了 RFID 技術和 Fetch Robotics 的移動機器人平臺，能從各個角度和方向自動讀取標籤資訊。倉庫中所有零部件的資訊及位置資料已被事先記錄在 Surgere 的雲端資產管理系統，通過在程式設定的路線上移動，ROBi 能讀取零件、工具及其他資產的標籤，將資訊傳送到雲端進行比對、審核，以此判斷倉庫的庫存量變化。
ROBi 有人工難以媲美的兩個優勢：一是機器人能採集包括物品堆疊高度、存儲深度和機器人移動速度等多個資料，完全免去了人工手動搜索的必要；二是作為迴圈計數的一部分，機器人還能繪製記錄了設施和貨物位置資訊的 3D 地圖。
隨著庫存定位越來越精准、機器人採集的各類資料日益豐富，機器人將在倉庫管理中扮演重要角色。毫無疑問，ROBi 變革了汽車供應鏈的傳統規則，實現了真正的庫存盤點自動化。
德國
2016 年，在德國的 CeBIT 展會上，德國弗勞恩霍夫物流研究院(Fraunhofer IML)和 Aibotix 無人機公司合作展示了基於RFID技術的無人機庫存管理系統（InventAIRy）。
與目前常見的在貨物或託盤上安裝 RFID 標籤、在倉庫內固定安裝天線來進行跟蹤識別的方法恰恰相反，InventAIRy 在整個飛行過程中，是將讀取晶片安裝在倉庫裡的固定位置，而將天線集成在飛行機器人身上，這樣 InventAIRy 相當於一個無人駕駛運輸系統和庫存管理系統的結合體。
InventAIRy 飛行機器人通過光學感測器和超聲波感測器準確識別周圍環境、躲避障礙物，智慧規劃出最合理的飛行路線，實現定位倉庫位置並通過跟蹤和識別條碼或 RFID 標籤來讀取貨物資訊記錄存儲物品資訊。
日本
日本電裝 WAVE 公司更推出了最遠可從約 2.5 米處讀取 RFID 標籤的 RFID 讀卡器 RFID VOCS Scanner UR30。該公司將該產品配備在無人機上，可在戶外從空中讀取 RFID 標籤。
阿聯酋
在阿聯酋迪拜，Age 鋼鐵公司則利用無人機加 RFID 技術在戶外堆場追蹤庫存的鋼材產品。由於阿聯酋迪拜的室外環境比較惡劣，尤其是在夏季，室外溫度可以達到 50 攝氏度，讓倉庫管理人員難以忍受。Age 將 UHF RFID 標籤放置在每一捆鋼材上，對無人機進行 GPS 程式設計，就能通過移動通信報告標籤資料。該專案已經在 Age 的 4 個倉儲堆場成功應用。
從以上的應用案例中可以看到，相對而言，無人機平臺具備行動空間比地面機器人更加自由、立體、靈活，移動速度更快，對室外等複雜倉儲環境具有適應能力更強的優勢。地面機器人則具備讀取裝備載荷更大，移動精准度更高，讀取更加精確等優勢。
中國
當前，物流企業在無人物流方面展開了全方位角逐，而阿裡和京東之間的競爭尤其激烈。
8 月初，京東宣佈在江蘇昆山啟用無人分揀中心，其最大特點是，從供包到裝車，全流程無人操作。與此同時，阿裡旗下的菜鳥網路也宣佈，自己打造的中國最大機器人倉庫已在廣東惠陽投入使用。
無人機在物聯網領域跨界應用的啟示
相對而言，中國目前無人機、機器人在倉儲、物流行業的應用多局限在後端應用環節，前端適用于小型無人機的的專用 RFID 設備開發環節較為缺乏。
同時，從美國麻省理工學院的應用案例可以發現，無人機在物聯網領域的應用實現的關鍵在於如何突破無人機載荷較小的局限，一旦做好兩項技術介面方面的技術攻關，就可以實現一加一遠大於二的效果，實現對倉儲管理領域技術應用的重大突破，帶來運營管理模式的重大變革。
在未來無人機發展過程中，對無人機的應用不能僅僅將其作為一個載荷平臺，做簡單的技術嫁接工作。同樣甚至是更加重要的是對平臺局限的突破，優勢的開發，做好跨領域應用的技術介面對接，對傳統技術思路的創新式改造，結合無人機平臺的特徵，進行專用介面技術和裝備的深度開發。