В августе эксперты Robotics Industry заявили, что сейчас производственным предприятиям стоит инвестировать в робототехнику. А конкретно, в коботов. Правда ли, что за коллаборативными роботами будущее, разберемся в статье.
Как коботы спасли компанию по механообработке
В 2018 году компания по механообработке All Axis Machining решила провести эксперимент. Закупила несколько коботов, тем более что спрос на их продукцию был немалый. Обычно при таком количестве пооизводимого товара штат (который в конкретном случае состоял из тридцати человек) принято увеличивать вдвое. Но, благодаря коботам, этого делать не пришлось. Зато продуктивность All Axis Machining возросла в два раза, сообщает информационное агентство Reuters.
Разумеется, в коботов пришлось инвестировать немало. Компания потратила $85000, при этом один из коботов (созданный датской ассоциацией Universal Robots, входящей в Teradyne Inc) обошелся в $35000. Как правило, разработчики коботов говорят о том, что расходы окупятся за три-пять месяцев. Компании All Axis Machining понадобилось как раз пять месяцев, чтобы покрыть расходы и выйти "в плюс".
Когда начался COVID-19, руководитель компании Гари Кузмин перевёл штат на режим самоизоляции. На работу ежедневно ездили только два сотрудника, которым было вверено наблюдать за работой коботой. Кстати, на момент пандемии в компании уже успешно функционировало восемь коллаборативных роботов.
Можно сказать, что именно благодаря коботам компания не потерпела убытки, в отличие от тех организаций, которые до пандемии рассчитывали только на человеческий ресурс.
Ещё один пример демонстрирует, почему в робототехнику стоит инвестировать представителям системы здравоохранения. Индийская некоммерческая организация Aurolab, входящая в состав офтальмологической ассоциации Aravind Eye Care System, на данный момент является главным производителем интраокулярных линз, которые также называют "искусственными хрусталиками". Подсчитано, что Aurolab ежедневно выпускает на рынок 10 тысяч линз.
А вот как все начиналось. Еще несколько лет назад интраокулярные линзы в Индии были редкостью и доставлялись только из-за границы. Разумеется, по высоким ценам. Специалисты Aurolab искали решение, которое позволит снизить себестоимость и вывести такие линзы на индийский рынок.
В итоге, руководство компании провело эксперимент на производстве при помощи одного кобота UR5, затем, довольное результатом, закупило ещё семь. Что интересно, оказалось: персонал Aurolab (где, в основном, работают выпускники вузов, не имевшие раньше опыта взаимодействия с роботами) легко справились с поставленной задачей управлять коботами. Кроме того, коботы легко программировались в ночные смены, а значит, их эксплуатация не вызывала вопросов у женщин, которые работали на производстве ночью.
Зачем электронной коммерции инвестировать в коботов?
Существует очевидная взаимосвязь между пандемией (с последующим переходом мира онлайн) и развитием электронной коммерции.
Представитель Digital Commerce 360 высказался об этом так: "Рост продаж в сфере ecommerce спровирован потребительскими привычками покупателей во второй четверти первого полугодия 2020. Ситуация определяется пандемией коронавируса, что заставило магазины закрыться и заказывать товары онлайн с доставкой на дом".
В августе 2020 Министерство торговли США сообщило, что за первые шесть месяцев года потребители потратили $347.26 млрд, покупая товары американских производителей онлайн. Это на 30,1% больше, чем было израсходовано за тот же временной отрезок в 2019 году (с января по июнь 2019 потрачено $266.84 млрд). Дальнейшая статистика подтверждает мысль о том, что электронная коммерция успешно развивается.
В июне 2020 десять тысяч представителей различных предприятий заявили о том, что продажи в e-commerce увеличились на 40% за отрезок времени с 26 мая по 1 июня.
Нынешнее состояние рынка непосредственно влияет на то, что у производителей появляется спрос на робототехнику. Так, Марк Мюро, руководитель программы Metropolitan Policy в Бруклинском институте, выдвигает тезис: "Проникновение роботов на рабочие места не происходит постепенно, шаг за шагом. Напротив, автоматизация осуществляется "скачками", особенно в кризисные времена, когда экономика находится в состоянии "шока", человеческий труд становится более дорогим, а прибыль компаний резко падает. В эти моменты работодатели заменяют менее квалифицированных сотрудников более квалифицированными, а также продуктами технологий. Это повышает продуктивность труда, а кризисная ситуация приходит к концу".
Чтобы выжить, компаниям просто необходима прибыль, а значит, нужно оставаться "на плаву" - производство должно работать без перебоев. Разумеется, когда мы имеем дело с человеческим фактором, возможна энтропия - элемент хаоса в отлаженной системе. Поэтому сегодня все больше инвесторов вкладывают деньги в коботов.
Как выглядит это чудо техники? Возьмём, к примеру, кобота Bolt (производство IAM Robotics). Идеален для транспортировки материалов, способен поднять груз 300 кг, преодолевает два метра за одну секунду, успевает поднять и положить груз обратно за пять секунд. Звучит привлекательно, не так ли? Кроме того, Bolt невероятно вынослив. Заряжаете его один раз - и кобот работает в течение 20 часов. По прошествии этого времени вам понадобится всего десять секунд, чтобы заменить батарейку, и кобот продолжает работать круглые сутки.
Коботы: перспективы цифрового общения
Создавая традиционных роботов, разработчики преследовали цель спроектировать механизм, способный выполнять задачу, на которую он запрограммирован.
В случае с коботами дело обстоит иначе. Так как коботы проектируются с расчетом на то, чтобы работать на предприятии, очевидна необходимость их взаимодействия с людьми. Цифровое общение - вот тот аспект робототехники, в которые сейчас вливаются большие средства.
Рассмотрим следующий пример. Велосо, профессор в Университете Carnegie Mellon, изучает проект CoBot. В течение нескольких лет коботы самостоятельно ориентируются в пространстве и за это время прошли более 1000 км.
Велосо говорит: "Если вы реально хотите, чтобы эти автономные роботы сосуществовали с людьми и взаимодействовали с нами, принося пользу, им нужно научиться разговаривать с людьми". Именно в этом направлении работает команда Велосо.
На данный момент, это чудо техники способно использовать навигацию при помощи Wi-Fu, LIDAR или сенсора Kinect. Коботам демонстрируют карты помещения, на которых "галочками" отмечены стены. Дальше коботы ориентируются в пространстве, определяя стены и соотнося с увиденным на карте ранее. Другие объекты словно воплощают собой "препятствия". Коботы замечают персонал - и перемещаются, не создавая проблем для людей.
Коботы невероятно умны. Специальные сенсоры подключают их к компьютеру и связывают с Интернетом вещей. Именно благодаря сенсорам коботы различают окружающие вещи и людей. А также определяют, какую конкретно задачу им необходимо выполнить в данный момент. Предположим, на заводе появляется грузовик, и кобот, которым управляют сенсоры, видит, что в нем находится и какие ресурсы нужны для выполнения предстоящей работы.
Говоря об интеллекте коботов, вернёмся к разработкам команды Велосо. Коботы автономны и способны принимать решение. Они путешествуют по многоэтажным зданиям и в это время находятся вне поля зрения Велосо. Поэтому исследовательская команда задалась вопросом, чем занимаются коботы в это время:
"В будущем, я думаю, мы сможем спросить у этих систем, почему они сделали тот или иной выбор - Лидо для чего они составляли некоторые рекомендации".
В частности, учёные пытаются разобраться, почему коботы выбирают для своих "путешествий" конкретный маршрут. Команда работает над тем, чтобы снабдить коботов возможностью записывать происходящее, а затем "переводить" сообщение на человеческий язык. Таким образом, по мнению Велосо, люди могли бы наладить коммуникацию с коботами и объяснить суть принятых решений.
О чем говорит статистика?
Компания Markets and Markets опубликовала любопытную статистику, которая подтверждает необходимость инвестиций в робототехнику.
Так, в нынешнем году коботы принесли предприятиям общую прибыль около $981 млн. Ожидается, что через пять лет эта цифра достигнет $7972 млн. Хотя кобот - вещь дорогостоящая, это приобретение окупается за полгода.
Эксперты из Business Wire, в свою очередь, прогнозируют, что в 2025 году 35% разработок в сфере работоткхники придётся как раз на коботов.
Дальше - больше. Специалисты в Loop Ventures подсчитали, что 2030 год ознаменуется следующим событием. Коботов произведут на 175% больше, чем сейчас.
Разумеется, время покажет, но характеристики коботов и взаимосвязь их функционирования вместе с увеличением продуктивности пока говорит за инвестиции в эту грань робототехники.
Можно ли взломать коботов?
Кобот кажется совершенным изобретением человечества. Однако, как и любой компьютер, подвержен взломам.
Первой забила тревогу компания IO Active. Эксперты анализировали, как функционируют самые известные коботы производства Universal Robots и Rethink Robotics. Проверка определила 50 проблем, которые могут дать сбой в случае кибератаки. Слабая аутентификация, использование платформы ROS, которая признана достаточно уязвимой, поломанные сенсоры памяти и коммуникации… Вот лишь некоторые проблемы.
Руководителям предприятий, которые решили инвестировать в коботов, нельзя забывать, что это - часть промышленного Интернета вещей. А значит, даже обеспечив небывалую продуктивность, кобот не сможет защитить ваш IoT от хакерских атак. Впрочем, если у вас работает хорошая система защиты, инсталлирован VPN, а сотрудники знают, как соблюдать нормы кибербезопасности, вы сумеете отразить хакерскую атаку.
