Najważniejsze trendy w robotyce w 2024 roku!

„Pięć wzajemnie wzmacniających się trendów automatyzacji w 2024 roku pokazuje, że robotyka jest dziedziną wielodyscyplinarną, w której technologie łączą się, tworząc inteligentne rozwiązania dla szerokiego zakresu zadań” – mówi Marina Bill, Prezes Międzynarodowej Federacji Robotyki. Jakie to trendy? Zobaczmy jakie to technologie oraz jak uczelnie mogą przyczynić się do ich rozwoju i wdrażania.

 

Spis treści:

 

Sztuczna inteligencja (SI/AI) i uczenie maszynowe

Trend wykorzystywania sztucznej inteligencji w robotyce i automatyce stale rośnie. Pojawienie się generatywnej SI otwiera nowe możliwości. Ten rodzaj AI specjalizuje się w tworzeniu czegoś nowego na podstawie rzeczy, których nauczył się podczas treningu i został upowszechniony przez narzędzia takie jak ChatGPT. Producenci robotów opracowują interfejsy sterowania oparte o generatywną SI, które pozwalają użytkownikom programować roboty bardziej intuicyjnie, korzystając z języka naturalnego zamiast kodu. Pracownicy nie będą już potrzebowali specjalistycznych umiejętności programowania do wyboru i dostosowywania działań robota.

Innym przykładem jest wykorzystanie SI do zadań Predictive Maintenance. Wykorzystanie SI do analizy danych o pracy robota pozwala na przewidywanie konieczności naprawy przed wystąpieniem awarii. Może to oszczędzić producentom kosztów związanych z przestojem maszyn. W branży automotive, każda godzina nieplanowanego przestoju jest szacowana na 1,3 miliona dolarów – raportuje Information Technology & Innovation Foundation. Oznacza to ogromny potencjał oszczędności kosztów utrzymania zapobiegawczego. Algorytmy uczenia maszynowego mogą również analizować dane z wielu robotów wykonujących ten sam proces w celu optymalizacji. Ogólnie rzecz biorąc, im więcej danych otrzymuje algorytm uczenia maszynowego, tym lepiej się sprawuje.

W projektach badawczych związanych z zastosowaniem AI w robotyce bardzo popularne są ramiona Kinova Gen3. Posiadają one dużo większą od klasycznych ramion liczbę czujników – m.in. czujniki momentu siły w każdym przegubie oraz wbudowane IMU. Dodatkowo są one dostępne w opcji z wbudowaną kamerę RGBD, by zapewnić robotowi informacje o otaczającym świecie. Ramiona te dostarczają więc algorytmom SI bardzo dużo danych wejściowych.

 

Nowe aplikacje dla cobotów

Współpraca między ludźmi a robotami nadal jest głównym trendem w robotyce. Szybki rozwój czujników, technologii wizyjnych i inteligentnych chwytaków pozwala cobotom reagować w czasie rzeczywistym na zmiany w ich otoczeniu i tym samym pracować bezpiecznie obok ludzi.

Zastosowania te oferują nowe narzędzie dla ludzi, które ich odciąża i wspiera. Roboty mogą pomagać w zadaniach wymagających ciężkiego podnoszenia, powtarzalnych ruchów lub pracy w niebezpiecznych środowiskach. Zakres zastosowań współpracujących robotów oferowanych przez producentów robotów nadal się rozszerza. Na rynek wchodzą również nowi producenci, którzy skupiają się na robotach współpracujących. Mobilne manipulatory, czyli połączenie ramion robotów współpracujących i robotów mobilnych (AMRs), oferują nowe sposoby użycia, które mogą znacząco zwiększyć popyt na roboty współpracujące.

Wiele szkół i uczelni decyduje się wyposażyć swoje laboratoria w coboty od najpopularniejszych producentów. Tym sposobem mogą prowadzić zajęcia dydaktyczne na sprzęcie identycznym jak w przemyśle, równocześnie badając możliwości nowych zastosowań po stronie badawczej. Edu4Industry dostarcza stanowiska oparte o coboty Universal Robots – największego producenta cobotów na świecie, oraz marki Dobot, oferującej rozwiązania efektywne cenowo.

 

Mobilne manipulatory

Mobilne manipulatory automatyzują zadania związane z manipulacją materiałami w branżach takich jak rolnictwo, logistyka czy bezpieczeństwo. Łączą one mobilność platform robotycznych ze zwinnością ramion manipulatorów. Pozwala to na nawigację w złożonych środowiskach i manipulację obiektami, co jest istotne dla zastosowań w produkcji. Wyposażone w sensory i kamery, roboty przeprowadzają inspekcje i wykonują zadania konserwacyjne na maszynach i urządzeniach. Jedną z istotnych zalet mobilnych manipulatorów jest ich zdolność do współpracy i wsparcia pracowników ludzkich. Niedobór wykwalifikowanej siły roboczej i brak pracowników ubiegających się o miejsca pracy w fabrykach prawdopodobnie zwiększy na nie zapotrzebowanie jeszcze bardziej.

Wdrażanie mobilnych manipulatorów wymaga stworzenia osobnej grupy algorytmów robotycznych, odpowiedzialnych za koordynację pracy bazy mobilnej i manipulatora. Jest to temat zyskujący w ostatnich latach duże zainteresowanie w środowiskach naukowców-robotyków. Stanowisko do testów, które posiada otwartą architekturę jest tu kluczowe. Tego typu rozwiązania to np. Robot Husarion z ramieniem Kinova. Pojęcie mobilnego manipulatora można rozszerzyć o roboty kroczące: 4-nożne (np. Unitree Go2 z ramieniem) oraz 2-nożne (Unitree H1).

 

Cyfrowe Bliźniaki

Technologia cyfrowych bliźniaków coraz częściej jest wykorzystywana jako narzędzie do optymalizacji wydajności systemu fizycznego poprzez stworzenie wirtualnej repliki. Ponieważ roboty są coraz bardziej zintegrowane cyfrowo w fabrykach, bliźniaki cyfrowe mogą wykorzystywać swoje dane operacyjne z rzeczywistego świata do przeprowadzania symulacji i przewidywania możliwych wyników. Bliźniak istnieje wyłącznie jako model komputerowy, może być więc testowany i programowany bez konsekwencji dla bezpieczeństwa zarówno sprzętu jak i użytkowników, jednocześnie oszczędzając koszty – kwestie te są niezwykle istotne w przypadku kształcenia akademickiego. Wszystkie eksperymenty mogą być sprawdzone przed dotknięciem świata fizycznego. Bliźniaki cyfrowe łączą przepaść między cyfrowym i fizycznym światem. Dlatego też większość stanowisk dydaktycznych i badawczych Quanser posiada swój cyfrowy odpowiednik – Qlabs.

 

Roboty Humanoidalne

Robotyka obserwuje znaczące postępy w dziedzinie humanoidów, zaprojektowanych do wykonywania szerokiego zakresu zadań w różnych środowiskach. Budowa ciała człowieka, z dwoma ramionami i dwiema nogami pozwala robotowi elastycznie działać w środowiskach pracy, które faktycznie zostały stworzone dla ludzi. Dlatego może być łatwo zintegrowany np. w istniejące procesy magazynowe i infrastrukturę.
Potencjalny wpływ humanoidów na różne sektory sprawia, że są one fascynującym obszarem rozwoju, ale masowa adaptacja na rynek pozostaje skomplikowanym wyzwaniem. Potrzeba ogromnej liczby testów weryfikujących opłacalność, wydajność i bezpieczeństwo tego typu robotów w różnych aplikacjach. Firma Unitree jako pierwsza na świecie oferuje szeroko dostępną, otwartą platformę eksperymentalną – Unitree H1.

Podsumowanie

Prowadzenie badań naukowych oraz zajęć z zakresu robotyki i automatyki przemysłowej, w oparciu o powyższe trendy wydaje się być kluczowym wyzwaniem współczesnej edukacji technicznej. Najistotniejszym zagadnieniem pozostaje synergia nauki i biznesu, a więc rozwój, optymalizacja i ciągłe testowanie technologii, które są odpowiedzią na potrzeby przemysłu oraz kształcenie inżynierów przygotowanych do pracy z humanoidem, mobilnym manipulatorem czy cyfrowym bliźniakiem.

Chcesz wiedzieć jak zaimplementować takie rozwiązania w swojej organizacji?

Skontaktuj się z nami!