苹果公司努力研发更好的回收机器人
上周，《科技创业》杂志参观了苹果在得克萨斯州奥斯汀市的制造设施。自2013年以来，该公司已经在市中心以北约20分钟的地方建造了Mac Pro台式机。这座占地40万平方英尺的工厂坐落在一片工业园区中，距离公司正在建设中的总部大楼很近。近年来，这座州府城市已经成为科技创新的热点，这在很大程度上归功于得克萨斯大学奥斯汀分校培养出的大量人才。
2019年开始建设一座新的耗资10亿美元的校园。第一阶段于2022年完工后不久，公司宣布了进一步扩建的计划，预计将于2025年3月完成。总体而言，奥斯汀校园将占地133英亩，与其175英亩的库比提诺总部规模不相上下。
与此同时，Mac Pro的存在直接可追溯到公司在美国扩大制造业的努力。这一举措为该地区带来了约900个工作岗位，生产了公司最高端台式机的著名“垃圾桶”版本。就在大流行病爆发之前，苹果公司确认将在该城市生产该款产品的继任者。
在入口进行快速安检后，工厂前面摆满了成百上千台大型的"芝士磨具"台式电脑的装配线迎接访客。在这个装配线的后面，整整齐齐地摆放着一排排的高架工业货架，上面堆满了装满昂贵系统的普通纸箱。
滑道和垃圾
就在那边有一个小型的回收设施。这个地方设有一个适中规模的工业电子废物分类系统。金属导管迷宫利用高功率磁铁来从苹果设备中提取金属和稀土材料，这些设备已经报废。大部分实际的电子废物分类工作都发生在其他第三方电子废物管理设施的现场。这个特定系统反而被用于公司持续改进流程的努力。
这些项目是苹果实现其供应链在2030年前达到碳中和的关键部分。该活动紧随着苹果为其全球公司业务实现碳中和的类似推动。苹果并非孤身一人。微软、三星和谷歌等同行也宣布了类似的减少排放目标。
未来，机器人技术将在这些努力中扮演日益重要的角色。像Amp Robotics和Glacier这样的初创公司近年来崛起，引入了自动化和基于人工智能视觉系统的组合，以提高分类效率，并帮助闭环处理电子废物。这无疑是一个令人钦佩的目标，但技术效果和消费者参与度仍有很长的路要走。
一种非常特殊的技能
尽管相比亚马逊，苹果在外部面对的机器人技术方面相对较少，但自动化技术在苹果的设备回收工作中已经发挥了超过十年的作用。蒂姆·库克在2016年3月的iPad Pro发布会上宣布了公司最新的可持续发展努力。在这些消息中，有提到了莱姆（Liam），这是苹果最新的尝试，试图利用最先进的机器人技术进行分类工作。在那次活动上首次亮相的机器人实际上是莱姆2.0，这是公司从2013年开始在幕后试点的机器人的升级版本。
Liam 1.0实际上还处于不断改进的阶段（这个标签很容易被应用到目前为止所有的苹果机器人努力上）- 公司现在将第一代系统称为“研究项目”。利用Fanuc工业机器人臂，这个封闭的系统是设计用来拆解废弃的iPhone 5s上的零件。Liam需要12分钟来完成工作。
美国人在那一年丢弃了1.33亿部手机（其中11%被回收利用），所以一个耗时超过10分钟的处理过程在考虑这个问题时几乎没有价值。而且，由于系统无法进行远程扩展，Liam 1.0的潜力进一步受到了限制。
Liam 2.0在2015年1月开始在幕后运行。该系统带来了明显的改善。尽管比前任系统更小，但该系统将流程时间大幅缩短至11秒。
苹果在2016年的一份白皮书中指出：“自动拆解系统是专门为iPhone 6量身定制的，能够每年拆解120万部iPhone单位。”Liam所输出的元件被用于研究末端处理回收技术，以回收目前无法以所需规模或纯度回收的材料。Liam代表了苹果对预处理技术的投资。
然而，尽管Liam 2.0在效率上有显著提升，但它的寿命很短，于2016年5月辞去了职务。直到另外六个月后，苹果才填补上这个职位。
一台花费120万建造的机器人
根据公司的一位发言人称，该公司的机器人名称都始于内部笑话。有时候，就像Liam这样的情况下，它们最初是作为非常值得怀疑的首字母缩略词创建的。
“基本上，我们都只是热衷于环境或机器人技术的怪才。”环境和供应链创新副总裁萨拉·钱德勒告诉科技博客TechCrunch。
“可能是苹果公司的一个部分，由极客们来命名，”回收创新工程师Patrick Wieler补充道。“市场营销部门并没有给它们取名字。”
尽管苹果公司随后部署了一个名为“戴夫”的系统来从设备中提取触觉引擎，但这并没有确保它们与阿瑟·克拉克的机器人警示故事《2001太空漫游》有任何关联。
最新的机器人增加了一点处理时间，现在的时间达到了4秒。
然而，Daisy显著减少了Liam的总体足迹，从100英尺的29台机器人减少到四个主要模块，同时将材料输出流的数量从8增加到15。然而，最大的改进是兼容性的提高，从最初只能处理一种iPhone型号（在Liam 2.0中为iPhone 6）到现在能处理多种型号。自从Daisy问世以来，苹果不断更新这一数据，现在这个机器人可以处理29种不同的型号，比一年半前的18种要多。
Liam 1.0和Daisy在循环时间上的明显差异，部分原因是对分离过程进行了根本性的重新考虑。而第一个机器人小心翼翼地拆卸各个组件，更新版本采取了一种蛮力的方法。现在机器人会“捶出”组件。事实证明，有效地撕裂手机零件明显更快，尽管结果看起来不那么美观，但谁又在意被丢弃的手机看起来如何呢？反正它并不会被翻新，而是会被熔化。
进入四个房间
黛西坐在地板的一个被隔离的区域，面前是两排逐渐被填满小型零部件的高纸箱。这个系统在运转时很吵，金属撞击金属的声音和液压的嘶嘶声混合在一起。虽然不够大声需要戴耳罩（从来都不是坏主意），但我绝对不建议在附近进行采访。
尽管比先前的机器人小得多，Daisy仍然是令人畏惧的，总长33英尺。像许多工业机器人一样，它的组件都在一个保护结构内，有助于避免大型金属系统与脆弱的人类肉体之间的潜在冲突。然而，人们仍然需要介入，有三到四人负责管理不同的站点。该系统由四个带有工业金属框架的大玻璃箱组成。
整个过程从一个人将满桶的iPhone投入滑道开始，之后Daisy会一个个地把它们放到传送带上。然后，设备上的成像系统会扫描每一个iPhone。如果它检测到有一个是面朝下进入系统的，它会回到起点重新开始。而不是使用机器人系统来矫正设备，每一个都会通过这个过程，直到它面朝下着陆，这样做的概率是50%。
如果设备以正确的方向进入系统，图像和机器学习的组合将识别出模型类型，然后Daisy会相应地处理。 Liam的Fanuc机械臂已被三菱型号取代。像大多数工业机器人手臂一样，最初是为汽车制造而设计的。
这个行业在工业自动化方面确实领先其他行业几十年。第一只机器手把手机拿起来放到垫子上，第二只机器手把它放到金属支架上，然后剥开手机的显示屏。
第二间屋子是这四间屋子中最引人注目的，这是因为工业冷却设备中可见的雾气从-80摄氏度（-112华氏度）涌出。这显然远远低于苹果公司建议的iPhone环境温度32°到95°华氏度（0°到35°摄氏度）。事实上，这温度足够低，可以导致电池胶粘剂失效。在将设备暴露在极端寒冷条件下后，Daisy将电池取出。另一个人站在这个工作站，监控操作并回收废弃的电池。
在第三个房间里，黛西开始敲掉小螺丝，释放单独的零部件。这是需要真正的蛮力。用冲压比用机器人逐个拧开每个零件要快得多。一旦到了第四个和最后一个房间，一个旋转工具会刮掉这些单独的零部件，它们会落到一个振动筛网上，这有助于分离这些零件。
从那里，它们降落在一个大的旋转表面上，另一个人负责将这些零件分成不同的堆。然后这些堆会倒进附近的纸箱中，一旦装满，就会被运到一个电子废物处理设施。
找到立足点
事实上，与利亚姆很相似，黛西也是由大部分现成的零部件组成的。在机器人领域，这是很常见的，建造系统的主流方法并不是为了自己造轮子。尤其是对于黛西来说，已经生产了两个单位。在自制的零部件中，少数是专门设计用来容纳iPhone的末端执行器。
Liam的早期版本依赖于气动吸盘系统——这个选项在过去十多年在工业领域越来越受欢迎。然而，公司在Daisy上回归到了刚性抓取器。虽然比软机器人更稳定，但这些系统不够灵活。
在尝试抓取不同大小的物体时，这是一个巨大的好处，比如水果，它们可以在尺寸上有很大的变化。如果你的系统是设计来抓取像iPhone这样尺寸有限变化的物体，那么辅助夹具的好处就不那么明显了。
Austin系统处理北美设备，而荷兰布雷达的对应系统管理欧洲遗弃的iPhone。目前亚洲、非洲、南美或大洋洲没有类似的系统。然而，苹果在中国的制造设施附近部署了两个系统——Dave和Taz。这些系统专门设计用于从手机中提取触觉和音频组件。
肤浅了解
以目前的速度，Daisy每年可以拆解高达120万部iPhone。这是与早期模型相比的巨大改进，但与2023年被丢弃的1.5亿部智能手机相比，终归是杯水车薪（大约每天41.6万部）。而这仅是全球被丢弃的6,800万吨电子设备中的一小部分。据联合国称，其中约22%得到了回收利用，然而电子产品被丢弃的速度“比记录的回收速度快了五倍”。
尽管开始不错，像黛西这样的回收机器如果要对去年被丢弃而不是回收的620亿美元的自然资源产生实质性影响，就需要大规模扩展。
很多问题的根源在于缺乏对电子回收的教育或主动性。太多人把旧设备放在抽屉里永远不用（我也有这个问题），或者简单地和垃圾一起扔掉。
“希望你已经看过我们的报告了，” Chandler说道。“我们已经发布了网站和其他长篇报告。”我肯定看过，如果你已经读到这篇报道的这一部分，那么你很可能也看过了。不过，一般的iPhone购买者可不会在有限的空闲时间里坐下来阅读苹果的白皮书。
钱德勒补充道：“我们试图玩弄信息传递，让它更有共鸣，找出与人们联系的方式。”
苹果将黛西视为其回收努力的一种大使。就速度和效率而言，它还远远不够，但这是一件引人注目的事情，可以吸引更多人关注该公司的末端生命周期努力。
钱德勒说：“从黛西回收的一吨材料可以避免开采2,000吨。”“我认为我们需要继续加强与客户的互动。这就是为什么今天黛西的工作效率不会很高。她会慢一点来配合[我们的参观活动]。不过这是值得的。这就是我们传递信息的方式。”
除了提高Daisy的吞吐量和在新的和现有地理位置建造更多机器人之外，真正的熟练意味着创建能够管理更大产品系列的系统。苹果相信可以将这些系统调整成管理非iPhone产品，比如MacBook和iPad，但公司不会透露即将推出的产品。
苹果还邀请其他公司免费许可其Daisy IP专利。虽然不同设备和制造工艺之间有很大差异，但许多步骤都适用于其他智能手机。虽然它已与一些竞争对手进行了对话，但还没有人接受了苹果的提议。
延长寿命
当黛西在2016年11月开始运营时，苹果预计这个工业机器人系统将运行两到三年。毕竟，之前的两个利亚姆只是分别运行了一两年。苹果曾暂时将这两个系统的机械臂部分拿出来展示，作为一种博物馆展品，以展示过去十年技术的进步。
7.5年过去了，Daisy依然在不停地工作。苹果认为这样的长寿得益于系统的适应性，因为他们不断对软件和硬件进行调整，使得这台机器人能够处理的iPhone数量不断增加。
一些改进是通过与卡内基梅隆大学等学校的合作而实现的，该校是机器人技术研究的领先机构，也是自动驾驶技术诞生地之一。该特定合作始于2019年左右。
在苹果的不同部门之间也有许多共享的学习。
“这是一个持续的对话，”Wieler说道。“我们从为新产品开发自动化的团队那里学到了很多，因为他们总是面临着独特的挑战。我们可以基于他们的学习经验进行拓展，然后他们的团队也可以做相同的事情。当我们分享我们如何为“黛西”进行编程时，这让他们能够思考新产品自动化的新方法。”
苹果机器人
据报道，最近苹果公司终止了命运多舛的电动汽车项目，这促使公司探索了众所周知的困难世界-家用机器人。据说在2022年之前，该公司曾在探索自主能力，但最终放弃了这个计划，因为他们在所谓的“泰坦计划”上缩减了工作量。
在被放弃之前，该公司建立了一个在计算机视觉、机器学习和自动化等领域拥有专业知识的强大团队，这些领域对于像Daisy这样的机器人至关重要。当然，苹果拒绝透露这些项目可能对Daisy的发展产生的影响细节。
考虑到公司在该地区投资的巨大资金，奥斯汀对黛西来说是一个合乎逻辑的地方。这座城市还让苹果公司可以接触到不断壮大的德克萨斯大学奥斯汀分校的机器人系。
“我们在这里有着强大而长久的联系。显然，我们在这里有很多大型校园，所以我们能够在这里进行大量的回收利用。”Chandler说道。而且，这对学术合作也非常有好处。我们能够招收相当多的实习生。我们有很多人想要探索机器人技术、回收利用和材料回收。”
和所有的大型公司一样，未来在苹果公司，机器人的作用只会增加。这包括制造、测试、回收，或许将来还会有商用产品。
Wieler说：“在内部进行这件事情非常重要。每一次进步都教会了我们自动化可以做什么，并让我们迈出了一大步。”
钱德勒补充道：“我们需要让（黛西）像（利亚姆）一样过时。你总是要不断向前推进。”
