zdj. roboty pracujące w fabryce tesli
Coraz szybsze procesory, coraz tańsze czujniki, obfite kody open source, powszechny dostęp i pojawienie się drukarek 3D to tylko niektóre z sił napędowych ostatnich proliferacji robotyki. Z tego co widać, siły te będą jeszcze silniejsze, i co więcej, przewiduje się że roboty staną się częścią naszego życia, w domach, biurach, fabrykach, szpitalach i wielu innych miejscach. Stoimy przed wyzwaniem zaadaptowania robotów
Niektórzy wyrażają swoje obawy dotyczące zaburzenia interakcji między ludźmi na rzecz robotów, inni zas ostrzegają przed nieodwracalnym i bezsensownym przejęciem pracy przez roboty, pracy która nie powinna być przez nich wykonywana (np. opieka nad starszymi ludźmi). Jednak kompromisy na pewno będą częścią naszego rosnącego uzależnienia od robotyki i automatyki a zarządzanie nimi będzie takie jak w przypadku innych technologii np. energii elektrycznej, motoryzacji, lotnictwa, energii jądrowej, komputerów czy internetu.
Inwestorzy VC (venture capital) szukają możliwości w robotyce. Poniżej przedstawiamy listę pięciu zagadnień dotyczących robotyki w których postaramy się zidentyfikować roboty jako mit lub fakt. Mamy nadzieję, że lista ta wywoła jakieś myśli czy debaty wśród inżynierów, konsumentów, czy inwestorów.
Prawie każda większa produkcyjna czy logistyczna firma opiera się na robotyce jako środku do poprawy efektywności prowadzonej działalności i jakości życia jej obecnych pracowników. Więc praca człowieka pozostaje nadal kluczowym elementem działalności jeśli chodzi o robotykę. W rzeczywistości pracownicy powinni zobaczyć roboty, zobaczyć ich precyzje i porównać swoje umiejętności rzemieślnicze. Tesla Motors to tylko jeden przykład z wykorzystaniem robotów [zdjęcie wyżej] do tego by zrobić wszystkie czynności zagrażające kończynom i złamaniom, podczas gdy pracownicy nadzorują ich pracę i zapewniają jakość swojej produkcji. Na liniach montażowych Tesli, roboty kleją i spawają części, pod czujnym okiem ludzi. Pracownicy Ci mogą być dumni z bycia częścią nowej ery produkcji, gdzie roboty pomagają na nowo ożywić istniejące gałęzie przemysłu, takie jak sektor motoryzacyjny.
Mimo, że koszt posiadania robotów jest popularnym kryterium przy nabywaniu wyposażenia, zwrot inwestycji jest powszechnie używany do automatyzacji podstawowych (zazwyczaj żmudnych zadań pracownika). Jeśli używamy pick-and-place jako przykład, szacunkowo mówi się, że każda praca “komórka” (lub równowartość jednego pracownika) kosztuje $32.5k/rok (bez świadczeń) na jedną zmianę w Stanach Zjednoczonych. Firmy produkcyjne i logistyczne, przyjmują maszyny, a koszty ich zakupu zwracają się w ciągu roku. Dlatego instalacja robota wartego $65k, działającego na dwie zmiany, jest wysoce pożądana. Jednak nie można zapomnieć, że obecna wartość netto, aktualizacje i koszty utrzymania muszą być obliczane na liczbę $65k. Koszty pracy natomiast niższe są w Azji, gdzie każda “komórka” jest bliżej do $20k choć oczekuję się, że liczba ta gwałtownie wzrośnie. Nic więc dziwnego, że producenci z Azji, w tym Flextronics i Foxconn, aktywnie poszukują technologii automatyzacji w celu zwiększenia wydajności ich istniejącej siły roboczej i spełnić rosnące oczekiwanie. Dostrzec można również podobny trend w branży logistycznej. Deregulacja i technologia przyniosła pojęcie takie jak usługi logistyczne firm trzecich, znanych również jako 3PL, które oferuje transport, magazynowanie, i pick-and-place do dostawców w wielu różnych kategoriach produktów i różnych targowiskach. 3PL konkuruje zdolnością do dostarczania usług o wyższej jakości w niższej cenie. Technologia jest odpowiedzialna za istnienie 3pl, firmy te wydają ogromne sumy na automatyzacje w każdym z setek magazynów, by poprawić jakość i różnorodność ich logistycznych ofert, innymi słowy, robotyka pozwala im zachować konkurencyjność jak również przeżyć.
Jeśli oglądałeś wyzwanie DARPA Robotics w zeszłym roku, zauważysz, że roboty są niewygodne i powolne przy kończeniu większości podstawowych zadań. Mimo, że prawo Moore’a przyśpieszyło możliwości, tradycyjne algorytmy są po prostu zbyt powolne w czasie wykonywania. Słynny film z PR2 składania ręczników, pokazał, że zadania łatwe dla ludzi, są czasochłonne dla algorytmów, nawet z pomocą najbardziej zaawansowanych czujników do poruszania się. Znaczący postęp może być przez algorytmiczne ulepszenia, które przybierają “brute force”, z punktu maszynowego. W szczególności wiele badań dąży do rozpoznawania wzorców, oraz wręczenia kontroli w “chmurę”, i skracanie algorytmów wizyjnych.
Nowoczesne urządzenia gospodarstwa domowego, są przykładem, że ludzie kupują taki sprzęt bez zastanowienia. Urządzenia te korzystają z dziesięcioleci stopniowych ulepszeń, a koszty rozwoju i oprzyrządowania są rozłożone. To samo można zastosować do robotów, Problemem jest jednak to, że roboty wciąż wymagają specjalistycznego i kosztownego hardware. W szczególności, siłowniki są jednymi z najdroższych części w każdym robocie, i w przeciwieństwie do procesorów i czujników, ich koszt nie schodzi w znaczącym tempie. Ale zastanówmy się, na przykład firmie Willow Garage, przed nabyciem przez Google, na starcie udało im się uzyskać prędkośc blisko ludzkiej, w identyfikacji i rozładunku różnorodnych pudełek z pojemnika. Ale choć roboty w tym systemie wykorzystują tanie czujniki jak kilka aparatów i Microsoft Kinect, to nadal wymaga stosunkowo drogiego ramienia robota, zasilanego konwencjonalnymi napędami. Dobrą wiadomością jest to, że jesteśmy w stanie w najbliższym czasie zobaczyć wiele innowacji w istniejących już systemach, i że w końcu przyniesie to niższy koszt robotów, jak to się stało w przypadku innych urządzeń. Jednym z obiecujących innowacji, to wymóg specjalnych połączeń czujników, które pozwolą robotom kontrolować swoje ruchy w precyzyjny i bezpieczny sposób. Grupy takie jak CMU-spin out, IAM Robotics, Redwood Robotics (objęta przez google), czy Modbot korzystają z unikalnego podejścia a mianowicie zmniejszania czy uproszczenia silników i przekładni, i zostawienie tylko czujników potrzebnych, co redukuje koszt ramion, które w większości przypadków zdominują koszt całego robota.
Jakby to przemyśleć “Baxter” jest jednym z przykładów robota który został zaprojektowany by być niedrogim i prostym w programie. Jednak te cechy zyskał kosztem szybkości i dokładności, które niestety odbiega od tradycyjnych robotów przemysłowych. Większość autonomicznych robotów wymaga wysoko wyszkolonych pracowników i żmudnego programowania, kalibracji, i testowania. Wymagania te są często nie do przyjęcia dla firm, które oczekują 100% wdrożenia inwestowanego kapitału w ciągu kilku dni, czy godzin przesyłki. Chociaż wysiłki takie jak Robot Operating System (ROS) czy Open Source Computer Vision (OpenCV) starają się uprościć zadania i wymagania związane z robotami, by działały i robiły pożyteczne rzeczy, są niestety wciąż używane tylko przez doświadczonych robotyków ze stopniami doktorskimi. Czy komputer osobisty byłby tak popularny jak dziś, jeśli obsługiwano by go z poziomu wiersza polecenia? Prawdopodobnie wśród deweloperów tak, ale nie wśród mas. Czekają nas rewolucje, najpierw PC, potem internet, teraz czas na roboty.
źródło: http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/industrial-robots/five-myths-and-facts-about-robotics