Хуманоидните роботи са бъдещето на автомобилостроенето, твърдят от BMW

За първи път в историята си германският автомобилен гигант BMW ще използва хуманоидни роботи за производство на автомобили в Европа. Два робота, дело на компанията Hexagon Robotics, се планира да започнат реална работа на производствената линия от това лято, като в момента преминават през тестови изпитания в завода на концерна в Лайпциг.

„Това ще бъде бъдещето на автомобилното производство“, категоричен е Михаел Николаидес, ръководител на управлението на производствените процеси и дигитализацията в BMW.

Роботизираните ръце и други форми на индустриална автоматизация се използват в автомобилната индустрия от десетилетия. Тогава защо се стига до този засилен преход към роботи с човешка форма?

„Ако разполагате с хуманоидна форма, можете да я внедрите практически на всяко работно място, където днес работи човек, защото роботът има същия размер и същите възможности“, обяснява Николаидес.

Цената на самите роботи спадна драстично през последните години, докато цялостното препроектиране на една производствена поточна линия остава изключително скъпо и сложно начинание. В резултат на това за компаниите е много по-рентабилно да използват роботи, които могат лесно да се впишат в вече съществуващите човешки процеси.

„Когато един робот струваше 17 милиона долара (около 15,6 милиона евро), се налагаше да реорганизирате цялата си фабрика около него, но днес това вече не е така“, коментира Бил Рей, вицепрезидент и главен анализатор в престижната изследователска компания Gartner. „Сега целта е просто да го вградите в настоящия си начин на работа.“

Запознайте се с Aeon – новият колега на поточната линия

Роботът на Hexagon, наречен Aeon, е проектиран с човешка форма. Той е висок 1,65 метра и тежи 60 килограма. Машината може да развие максимална скорост на придвижване от 2,4 метра в секунда и е способна да пренася товари от 15 килограма за кратки периоди или 8 килограма при непрекъснат режим на работа.

За да възприема околната среда, Aeon е оборудван с 21 модерни сензора, сред които високорезолюционни камери, радар, микрофон, както и специализирани сензори за сила и въртящ момент, необходими за прецизна манипулация с предмети.

В заводите на BMW тези роботи се обучават чрез комбинация от телеоперация (използване на сензори, прикрепени към хора) и симулации в т.нар. „дигитален близнак“ (digital twin) на фабриката с помощта на модерен софтуер от технологичния лидер Nvidia. При симулацията на робота се задава определена задача във виртуална среда и той я повтаря милиони пъти, за да идентифицира най-надеждните и оптимизирани решения – подход, известен като обучение чрез подсилване (reinforcement learning). Телеоперацията пък се използва за специфични задачи, като например вземане на определен детайл, за да може физическият робот да усвои пълния спектър от движения, които човек използва за това.

Революция в обучението на изкуствения интелект

Процесът на обучение на роботите претърпява светкавично развитие – колкото по-бързо може да се подготви една машина за работа, толкова по-голяма е ползата от нея. Според Арно Робер, президент на отдела за роботика в Hexagon, един от най-вълнуващите аспекти на приложението на изкуствения интелект във физическия свят (т.нар. физически ИИ) е „обучението чрез имитация“ (imitation learning).

При този метод роботът се научава как да изпълнява дадена задача просто като наблюдава как се прави тя – или чрез видеоклипове, заснети от множество различни ъгли, или чрез сензори за движение, поставени върху човека. Робер посочва, че обучението чрез имитация може да съкрати времето за внедряване на робота от месеци на броени дни.

„Най-добрият трансфер на знания от човека към робота се получава тогава, когато учителят и ученикът имат еднаква форма и структура.“

Означава ли това, че роботът може просто да погледа за кратко как някой опакова кутии и след това директно да се включи в процеса?

„Това е крайната цел и върховият сценарий“, казва Робер. „Това, което описвате, вероятно ни дели само година или две от реалността.“ Бил Рей от Gartner изчислява, че в рамките на следващите три до пет години роботите ще могат да приемат и изпълняват ефективно дори прости гласови инструкции на работното място.

Ежедневието на един робот в завода

Моделът Aeon разполага с живот на батерията от едва три часа, докато една стандартна работна смяна във фабриката продължава осем часа. Поради тази причина роботът е проектиран така, че да може сам да подменя батерията си за около три минути, включително времето за отиване и връщане от зарядната станция.

Основните задачи на роботите в заводите на BMW ще бъдат да подават необходимите части към производствените машини и да изпълняват задачи за сортиране и поставяне (pick-and-place) при сглобяването на батерии за електромобили. Въпреки че роботите са мултифункционални, от тях, точно както и от обикновените фабрични работници, не се очаква да сменят детайла на дейността си твърде често.

Николаидес отбелязва, че тези машини имат огромен потенциал да поемат монотонна, повтаряща се или физически тежка работа, като едновременно с това помагат за решаването на глобалния проблем с недостига на работна ръка.

„Знаем, че след броени години ще има сериозен дефицит на персонал и хуманоидните роботи ще помогнат за преодоляването му“, казва Николаидес. „Когато автоматизирахме производството на автомобили през 70-те години на миналия век, всички казваха, че това ще доведе до масова безработица, но се случи точно обратното. Тази нова технология създаде изцяло нови работни места и това е същият начин, по който гледаме на хуманоидните роботи днес.“

Глобалната надпревара при автомобилните гиганти

Други водещи автопроизводители също проявяват жив интерес към съвременната роботика:

• Toyota планира да внедри хуманоидните роботи Digit, разработени от Agility Robotics, след изключително успешни тестове.
• Xiaomi в Китай вече изпита два от своите собствени хуманоидни роботи директно в производството на електрически превозни средства.
• Hyundai използва роботите-кучета Spot за индустриална инспекция и обяви планове за внедряване на новите хуманоидни роботи Atlas. Трябва да се отбележи, че и двата модела са дело на Boston Dynamics, в която южнокорейският концерн притежава мажоритарен дял.

BMW вече натрупа ценен практически опит с хуманоидни роботи в своя завод в Спъртънбърг, САЩ, където роботът Figure O2 помогна за успешното сглобяване на 30 000 автомобила от модела X3, работейки със същото темпо като човек.

Едно от ключовите наблюдения от американския опит е, че роботите, базирани на изкуствен интелект, се справят много по-добре с вариациите и промените в средата в сравнение с по-старите индустриални машини. „Ако промените съвсем малко позицията на металния лист, изместите го или го наклоните, стандартният индустриален робот ще отчете грешка и ще спре“, обяснява Николаидес. „Тези хуманоидни роботи обаче могат да анализират ситуацията в реално време и просто да продължат работата си.“

Основната разлика между моделите Figure и Aeon е начинът на придвижване – докато Figure ходи, Aeon е оборудван с колела вместо с крака.

„В рамките на фабричния под има много по-голям смисъл да се използват колела, защото Aeon може бързо и гладко да се търкаля от едно място на друго“, уточнява Николаидес.

Германската компания успешно е използвала и кучеподобния робот Spot на Boston Dynamics в ролята на „пазач по поддръжката“. „Той трябваше да може да изкачва стълби“, спомня си Николаидес. „И успешно слизаше в мазето, където са разположени голяма част от тежките и сложни машини.“

Човешкият фактор и капаните на свръхочакванията

Новите роботи са били посрещнати изключително топло от фабричния персонал, споделя Николаидес. Той предполага, че хората скоро ще им дадат лични имена, както са правили в миналото с по-старите нехуманоидни машини.

„Ако една машина няма име, тя си остава просто безличен уред“, коментира Бил Рей от Gartner. „Ако тя сгреши, хората казват, че е счупена. Но ако има име, служителите очакват тя да прави грешки и по-лесно ѝ прощават. Едно от нещата, които винаги съветваме компаниите, е задължително да дават имена на своите роботи.“

Aeon няма човешко лице, но разполага с интерактивен дисплей в предната част на главата си, който показва различни символи – например линия, когато изпълнява задача, и кръг, когато „слуша“ инструкции.

„Все още работим по този визуален език, но сме твърдо убедени, че Aeon трябва да сигнализира за състоянието си по начин, който е напълно естествен за хората“, казва Арно Робер.

Въпреки че хуманоидните роботи вече започват да навлизат в реалната работна среда редом с хората, Рей вярва, че около тях все още има твърде много излишен медиен шум, породен най-вече от зрелищните демонстрации.

„Основната цел на един хуманоиден робот днес често е просто да излезе на сцената и изкуствено да повиши цената на акциите на дадена компания“, твърди експертът. „Това роботите да танцуват или да правят подобни трикове всъщност не е чак толкова трудно за програмиране.“

Съществува реален риск хората сериозно да надценяват реалните възможности на тези машини, предупреждава в заключение Рей.

„Когато видите хуманоиден робот да ходи, вашият мозък автоматично приема, че той може също така да тича, да се катери или да скача. Той обаче не може да направи нито едно от тези неща в реални производствени условия, но човешкото съзнание подсъзнателно запълва тези празнини. Често имаме твърде нереалистични очаквания, когато започнем да внедряваме тези роботи в реалния свят.“