Roboty współpracujące: pomocna dłoń dla przemysłu

79

Robot jest rzeczownikiem wymyślonym przez Karela Čapka prawie 100 lat temu w jego sztuce sci-fi R.U.R. (Roboty Uniwersalne Rossuma). To określenie wywodzi się z czeskiego słowa oznaczającego pracę przymusową. Dzisiejsza koncepcja ewoluowała i mocno złagodniała: wiele z obecnej generacji robotów to roboty współpracujące, czyli tak zwane koboty.

Obawiano się, że roboty będą zwiastunem jeszcze większego zamętu, który wprowadziło już wcześniej zastosowanie technologii – zarówno w sektorze przemysłowym, jak i w zastosowaniach domowych. Roboty są często postrzegane jako czynniki zmian, które będą powodem zwolnień pracowników oraz zaniku roli pomocy domowej. Pojawieniu się i wprowadzaniu nowej technologii często towarzyszy obawa, wynikająca z braku wiedzy o tym, co nastąpi w przyszłości, lub w jaki sposób technologia będzie się rozwijać i dopasowywać do życia w jego obecnej formie. Strach przed nieznanym jest zjawiskiem powszechnym – i w pełni zrozumiałym – uczuciem człowieka.

Bardziej racjonalne – i realistyczne – wizje robotów powinny polegać na postrzeganiu ich jako asystentów, a nie jako zamienników dla ludzi. Chociaż w dziedzinie sztucznej inteligencji pojawiło się wiele odkryć, minie jeszcze wiele czasu zanim roboty będą mogły być w pełni autonomiczne i będą mogły myśleć w sposób racjonalny podczas tworzenia lub wykonywania zadań, uwzględniając w tym samym czasie wszystkie zmiany, jakie mogą wystąpić podczas realizacji tego zadania. Niektóre formy programowania są zawsze wymagane; roboty nie są w stanie wiedzieć co lub jak mają robić.

Roboty zostały początkowo wprowadzone do środowisk produkcyjnych, aby pomóc przyspieszyć proces automatyzacji i podnieść wydajność operacyjną. Zostały one stworzone z myślą o przejęciu nudnych, powtarzających się zadań, aby ludzie mogli wykonywać pracę pozwalającą na wykorzystywanie ich intuicji i/lub inteligencji. Roboty mogą także wykonywać ciężkie działania, polegające na podnoszeniu ciężarów, które byłyby bardzo trudne dla ludzi i groziłyby chorobami zawodowymi lub obrażeniami. Jedną z głównych wad wymiany ludzi na roboty jest utrata nabytej w ciągu wielu lat wiedzy i umiejętności przez tych pracowników.

Wczesne wersje robotów zostały zaprojektowane do wykonywania pracy oddzielnie od ludzi, w ich własnej przestrzeni. Zostały one tak zaprogramowane, aby natychmiast przerwać wykonywanie działań w przypadku naruszenia ich przestrzeni pracy, aby uniknąć wyrządzenia jakichkolwiek szkód pracownikom. Aby zapewnić, że ludzie i roboty będą znajdować się w osobnych pomieszczeniach, były stosowane bariery fizyczne i systemy blokujące. Jeśli człowiek wkracza do obszaru roboczego robota, robot natychmiast przestaje wykonywać zadanie lub przynajmniej znacznie obniża normalną prędkość roboczą, aby uniknąć wyrządzania szkody ludziom. Roboty te są na ogół statyczne: na nieruchomym podłożu zamontowany jest mechanizm zautomatyzowany.

Global Business Handshake

Roboty współpracujące stanowią inny rodzaj. Zamiast wyraźnie zarysowanych kątów obrysu, z kwadratowymi lub ostrymi krawędziami, jak było to w przypadku większości wczesnych robotów, zwykle mają powierzchnie zaokrąglone, aby ograniczyć zagrożenia pojawiające się w kontakcie z ludźmi. Roboty często wykonują z dużą prędkością powtarzające się zadania. Powoduje to zagrożenie poważnymi wypadkami, jeśli roboty i ludzie pracują w bliskiej odległości lub bezpośrednio obok siebie. Ogólnie rzecz ujmując, roboty muszą być nieustannie nadzorowane przez człowieka, ze względu na różnorodność zadań, jakie muszą wykonywać.

Roboty współpracujące – jak sama nazwa wskazuje – nie są przeznaczone samodzielnego wykonywania pracy, ale do wspomagania ludzi w wykonywanych przez nich zadaniach. Jest to szczególnie cenne w środowisku przemysłowym, w którym występują krótkie serie produkcyjne w połączeniu ze znacznym zróżnicowaniem komponentów. Dobrym przykładem jest dwuramienny robot współpracujący YuMi firmy ABB, przeznaczony do montowania małych części (http://new.abb.com/products/robotics/industrial-robots/yumi), wyposażony w dwie elastyczne ręce ze zręcznymi uchwytami, systemy podawania części, system lokalizacji części za pomocą kamery i najnowocześniejszy system sterowania.

Robot YuMi jest zaprojektowany do pracy obok ludzi – nie w klatkach oddzielających go od ludzi. Precyzyjne sprzężenie zwrotne sterowania naciskiem pozwala szybko reagować w sytuacji, gdy robot znajduje się bliżej człowieka niż został zaprogramowany, aby poprzez natychmiastowe skalowanie jego działania/ruchu zapobiec wyrządzeniu szkód pracownikom. Robot YuMi podnosi swoje umiejętności raczej poprzez nauczanie, niż poprzez programowanie. Firma ABB współpracuje z firmą Kawasaki w dziedzinie rozwoju kobotów.

Grupa badaczy połączyła się również w celu stworzenia robota asystującego ARMAR-6, który został zaprojektowany do użytku w wysoko zautomatyzowanych magazynach – lub w centrach obsługi klientów – w brytyjskim supermarkecie internetowym Ocado (https://ocadotechnology.com/blog/secondhands-project-first-robot-prototype/). Kobot jest przeznaczony do wspierania pracowników działu obsługi technicznej w wypełnianiu zadań, które wymagają zręczności lub siły wykraczających poza możliwości, jakimi dysponuje człowiek. ARMAR-6 jest obecnie testowany w zakładach badań nad robotyką Ocado.

Medycyna – szczególnie chirurgia – wcześnie zaadoptowały rozwiązania robotyki, widząc korzyści, jakie technologia może wnieść do tego zawodu. Chirurg zajmuje miejsce przy konsoli w pewnej odległości od pacjenta i steruje robotem poprzez interfejs joysticka. Jedną z głównych zalet używania robota w chirurgii jest całkowite wyeliminowanie drgań – to ogromna zaleta przy zabiegach chirurgicznych.

Doświadczenie w tej dziedzinie zostało uzupełnione o rozwój robota współpracującego przez Medineering (http://www.medineering.de/#/en). Składa się z ramienia pozycjonującego, na końcu którego znajduje się interfejs mechatroniczny, do którego można podłączyć wiele robotów chirurgicznych. Pierwszy, który ma być opracowany, to endoskop, umożliwiający zajrzenie do wnętrza ciała. Dzięki robotowi nie jest już wymagane korzystanie z innego specjalisty medycznego, który w przeciwnym razie byłby wymagany do utrzymania sprzętu w jednej pozycji, czasami przez dość długi czas. Sprawozdanie z amerykańskiego badania Wintergreen Research w USA w 2015 r. przewidywało rozszerzenie się rynku robotów medycznych od 3,2 mld USD w 2014 r. do 20 mld USD w 2021 roku.

Chirurgiczne narzędzia automatyczne rozszerzają możliwości i podnoszą precyzję chirurga, ale nie zastępują umiejętności człowieka. Zwiększa się precyzja, a mniejsze rozcięcie oznacza mniejsze blizny oraz mniejsze niższe straty krwi i urazy tkanek, w porównaniu z konwencjonalną operacją chirurgiczną. Możliwe jest także, że w przyszłości drobne nanoroboty wielkości komórki będą wprowadzane do krwiobiegu w celu wyeliminowania komórek nowotworowych lub naprawy tkanek.

Roboty zespołowe mogą pomóc człowiekowi w inny sposób. Automatyczne egzoszkielety mogą ułatwić życie osobom niepełnosprawnym i starszym, jak również pracownikom przemysłowym, którzy w przeciwnym razie byliby narażeni na poważne urazy wskutek powtarzalnych dużych obciążeń Urazy stanowią poważne zagrożenie dla pracowników przemysłowych i kosztują miliony funtów rocznie.

Firma BMW testuje dwa egzoszkielety w jednym z zakładów w USA (https://exoskeletonreport.com/2017/03/mw-group-harnesses-the-potential-exoskeleton-technology/). Kamizelka EksoWorks to egzoszkielet wspomagający ramię i bark, wyposażony w zagłówek i zaprojektowany w taki sposób, aby zmniejszyć ciągłe naprężenia przy pracy z ciężkimi narzędziami powyżej poziomu pasa. Chairless Chair firmy Noonee zaprojektowano z myślą o pracownikach, którzy muszą kucać lub pozostawać przez dłuższy czas w tej samej pozycji. Blokuje się na swoim miejscu i zmniejsza obciążenia kolan i nóg pracownika.

Automatyzacja jest kluczowym aspektem nowoczesnego środowiska przemysłowego, czego przykładem jest rozwój koncepcji przemysłu 4.0: komputeryzacja miejsca pracy – czasami określana mianem czwartej rewolucji przemysłowej. Roboty współpracujące nie są spełnieniem najczarniejszych wizji pisarzy science fiction; to raczej narzędzia pomagające ludziom robić to, co one mogą robić lepiej, przejmujące trudne i nudne części niektórych powtarzalnych zadań, stanowiących nieuniknioną część procesów linii produkcyjnej, lub pomagające ludziom wykonywać większość ich codziennych czynności.

Źródło: Distrelec
Zdjęcia: iStock

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Wprowadź swój komentarz!
Wprowadź swoje imię