Vizija, stvarnost i izazovi robotizacije u industriji

15.03.2019

Svjetsko udruženje za robotiku IFR (International Federation of Robotics) je na sajmu Automatika 2018, koji se održao od 19. do 22. lipnja u Münchenu, organiziralo je okrugli stol na temu vizije i stvarnosti robotike i umjetne inteligencije, na kojem su između ostalog predstavili i najnovije podatke iz izvještaja o svjetskoj robotici za 2018. godinu. Pored središnje teme, sudionici okruglog stola su se dotakli i nekoliko vrlo važnih općih tema, kao što su primjerice suradnički roboti, sigurnost i standardizacija.

29-postotni rast prodaje industrijskih robota
Među početnim podacima iz izvještaja o svjetskoj robotici za 2018. godinu, istakli su, da je svjetska prodaja industrijskih robota u 2017. godini s 380.550 jedinica dosegla novi rekord. To je čak 29 posto više nego li 2016. godine, pri čemu su najveći, čak 58-postotni rast zabilježili u Kini. U SAD su prodali za 6, a u Njemačkoj za 8 posto više nego li 2016. godine. Ukoliko pogledamo po industrijskim granama, automobilska industrija s 125.200 jedinica u 2017. godini globalno je i dalje najveći naručitelj industrijskih robota. Rast prodaje u tom segmentu je bio 21 posto. Najveći rast su s 54 posto zabilježili u metaloprerađivačkoj industriji, koje s 27-postotnim rastom prati elektronska i elektro industrija. Na četvrtom mjestu je ovog puta s 19-postotnim rastom prehrambena industrija. Prema količini prodanih industrijskih robota, Azija je najjače tržište. U Kini su u 2017. godini instalirali približno 138.0000 novih industrijskih robota, slijede Južna Koreja s približno 40.000 jedinica i Japan s približno 38.000 jedinica. U Americi je najveće tržište s 33.000 jedinica u SAD, a u Europi je to Njemačka s 22.000 prodanih jedinica. »Rast industrijskih robota se nastavlja s impresivnom brzinom po čitavom svijetu,« rekao je Junji Tsuda, predsjednik Međunarodnog udruženja za robotiku IFR, i dodao: »ključni trendovi, kao što su digitalizacija, pojednostavljenje primjene te suradnja između čovjeka i robota, zasigurno će oblikovati budućnost i doprinijeti daljnjem brzom razvoju.« S digitalizacijom stvarna proizvodnja postaje sve više povezana s virtualnim podatkovnim svijetom, koji otvara potpuno nove mogućnosti za analize – sve do strojnog učenja. Roboti će dobiti nove vještine s pomoću procesa učenja. Ujedno si je industrija postavila zadatak pojednostavniti upravljanje robotima. U budućnosti bi industrijske robote morali lakše i brže programirati primjenom postupaka spoznavanja. Takva tehnologija nije zanimljiva samo za iskusne korisnike, već i za male i srednje tvrtke, koju mogu primjenjivati za uvođenje automatizacije bez potrebe za iskusnim ili stručnim kadrovima. Taj razvoj utire put trećem glavnom smjeru razvoja robotike, a to je suradnja između ljudi i robota bez zaštitnih ograda, koja nudi nove pristupe novim proizvodnim procesima. U budućnosti će upravo suradnja čovjek-robot podupirati fleksibilnu proizvodnju manjih serija visoko-kompleksnih proizvoda.

Roboti i umjetna inteligencija – vizija i stvarnost
Na okruglom stolu su o umjetnoj inteligenciji u robotici raspravljali dr. Kiyonori Inaba, izvršni direktor poslovne jedinice za robotiku u korporaciji FANUC iz Japana, Stefan Lampa, izvršni direktor KUKA Industries iz Njemačke, Per Vegard Nerseth, podpredsjednik grupacije ABB iz Švicarske, dr. Markus Kueckelhaus, podpredsjednik za inovacije i smjerove razvoja u tvrtki DHL iz Njemačke, prof. dr Bruno Siciliano, direktor PRISMALab na Sveučilištu u Napulju iz Italije te moderator Ken Fouhy, odgovorni urednik VDI nachricten. U uvodu je moderator nanizao nekoliko podataka iz ankete o umjetnoj inteligenciji, koji su u najvećem njemačkom industrijskom udruženju VDI proveli među 900 svojih članova. Rezultati su vrlo jasno pokazali, da je primjena umjetne inteligencije u njemačkoj industriji i dalje u povojima. Gotovo 60 posto anketiranih je izjavilo, da trenutačno primjenjuju umjetnu inteligenciju samo za analizu podataka. Iako pogled u bližu budućnost pokazuje, da će kroz pet godina i dalje prevladavati primjena umjetne inteligencije za analizu podataka, primjena će općenito biti barem trostruko češća nego li je danas. Samo pri komunikaciji između čovjeka i stroja će se udio korisnika s 5,6 posto povećati na 38 posto, što je jasan pokazatelj velikog potencijala umjetne inteligencije u industrijskim aplikacijama. To se moglo vidjeti i na izložbenim prostorima, gdje je umjetna inteligencija bila jedna od prevladavajućih tema s konkretnim primjerima mogućnosti primjene.

Utjecaj umjetne inteligencije na primjenu robota u industriji
Središnje pitanje sudionicima okruglog stola bilo je, kako vide razvojne mogućnosti daljnje robotizacije u industriji, koju donosi primjena umjetne inteligencije. Odgovore smo objedinili u nekoliko najvažnijih zaključaka:
• Umjetna inteligencija u primjenu robota donosi važne prednosti, jer će između ostalog omogućiti pametne robote, koji će biti autonomniji i učinkovitiji.
• Poboljšanje učinkovitosti djelovanja robota je povezano prije svega s boljim nadzorom djelovanja robota i poboljšanim prediktivnim održavanjem. S povećanom primjenom senzora možemo poboljšati i kvalitetu procesa i proizvoda.
• S mogućnošću jednostavnog programiranja bez posebnog stručnog znanja o robotici, robotizacija će biti lakša i brža, kao i prilagodljivija.
• Računalni vid podržan umjetnom inteligencijom će omogućiti uspješniju i lakšu primjenu robota uz manje programiranja pri rukovanju s predmetima (proizvodi, obratci, sastavni dijelovi, transportne jedinice, paketi ...), posebice prilikom prihvata i pomicanja.
• Duboko učenje, kao dio umjetne inteligencije je vrlo primjenjivo kod robotskog vida, primjerice za robotizirano uzimanje predmeta iz spremnika, ili u taktilnim senzorima i za autonomno gibanje.
• U logistici umetna inteligencija ima važnu ulogu pri navigaciji te prepoznavanju i razumijevanju okoline, prije svega predmeta, koje je potrebno uhvatiti i prenijeti, i u zgradama, kao i izvan njih. Logistika naime djeluje u kompleksnom okruženju, koje se neprestano mijenja (primjerice prepoznavanje, je li što na putu, i ukoliko je, može li se proći pored).
• Izazov u logistici je i spretno rukovanje predmetima, gdje s pomoću računalnog vida i umjetne inteligencije sustav primjerice prepozna, o kakvom je predmetu riječ, kako ga robot može uhvatiti i prenijeti, mogu li se primjerice palete slagati jedna na drugu i slično. Ukratko, riječ je o razumijevanju okruženja, u kojem robot djeluje, i predmeta s kojima ima posla.
• Važan je i međusobni utjecaj različitih tehnologija za poboljšanje sučelja između čovjeka i stroja. Primjerice, prepoznavanje govora za bolje sporazumijevanje robota i ljudi prije svega na području primjene suradničkih robota.
• Primjenom umjetne inteligencije u robotici, programiranje postaje sve više intuitivno. Iako je potrebno biti svjestan, da su roboti stvarnost u fzičkom svijetu i da je pogrešno mišljenje, da je s pomoću umjetne inteligencije moguće riješiti sve probleme međusobnog utjecaja robota, čovjeka i okruženja, što dovodi do lažnih obećanja i poimanja.

Trenutačni izazovi
Pored općih izazova, kao što su navigacija za mobilnu robotiku, izbor najbolje metode prihvata za brzo rukovanje s komadnom robom, te poboljšanje uzajamnog djelovanja između čovjeka i stroja, rasprava se dotakla i rizika za sigurnost, koje u sve jednostavniju primjenu robota u industriji donose suvremene tehnologije od naprednih senzora, računalnog vida, do suradničkih robota i umjetne inteligencije.

S aspekta rizika za sigurnost, rasprava je upozorila na nekoliko važnih činjenica i misli:
• Dokle robot radni na nekom određenom zadatku, uz suvremene tehnologije sigurnost je još veća. Primjerice, suradnički robot, koji je za pripremljen za neki zadatak prema uputama te sigurnosnim preporukama i standardima, dovoljno je siguran. Naravno da je pri tome potrebno pored robota, voditi računa i o prihvatima i alatima. Oni su naime veća opasnost za sigurnost od samog robota koja ovisi o svakoj pojedinoj primjeni.
• Općenito vrijedi, da se uvođenjem industrijskih robota sigurnost u proizvodnju povećala. Uzrok za nesreće naime nije tehnologija kao takva, već nepoštivanje uputa za siguran rad te neodgovarajuća osposobljenost i educiranost opetarera. Pri tome je potrebno biti svjestan neprekidnog izazova, kako operatera spriječiti, da prekrši sigurnosne zahvate.
• Umjetna inteligencija nedvojbeno pomaže pri smanjenju opasnosti i poboljšanju sigurnosti. Međutim, otvara pitanje, kako osigurati stabilnosti i pri prelasku primjerice na novi proizvod, režim rada i slično. Svaki mogući fzički međusobni utjecaj robota i čovjeka je naime potrebno procijeniti s aspekta sigurnosti i pouzdanosti. Pri tome je izazov, kako robota načiniti sigurnijim na intuitivan način.

Na području suradničkih robota biti će potrebni novi standardi i usporedbe u praksi. Trenutačna pojednostavljenja i standardizacija su naime vrlo daleko od stvarnosti. Potrebno je biti svjestan, da za jednostavniju primjenu ne možemo svejedno sve pojednostavniti, a još manje pri tome ne smijemo poopćavati. Izazov je već nazivlje, gdje treba razlikovati između:
• suradničkih robota (eng. colaborative robots, cobots), koji rade sa čovjekom na istom radnom mjestu,
• koegzistentnih robota (eng. coexistence robots), koji rade u istom prostoru kao čovjek te
• robota za jednostavnu primjenu (eng. easy to use robots), koje jednostavno programiramo i jednostavno njima upravljamo.

Tu će biti potrebna standardizacija prije svega s aspekta sigurnosti, jer se mnogo industrijskih robota primjenjuje kao suradnički roboti. O tome i o potpunoj automatizaciji robota trebati će raspravljati i na međunarodnoj razini. Jedan od važnih izazova je i slika robotizacije u širem društvu, na koju bitno utječu mediji, pa i politika. Statistika nedvojbeno pokazuje, da roboti ne oduzimaju radna mjesta u proizvodnji, jer je sve veći nedostatak radnika, a pored toga se je stupanj osposobljenosti zaposlenika povećao. No preko izjava za medije ne smijemo niti pretjerivati (primjerice dronovi u logistici), ili biti populistički, već moramo prikazati stvarno okruženje, gdje je smisleno, učinkovito i ekonomično primijeniti neku tehnologiju.

Što će biti kroz pet godina
Na kraju su sudionici na okruglom stolu dali i neke prognoze i očekivanja od bliže budućnosti:
• primjena robota biti će spoznajna i jednostavna, jednako kako je to danas primjena pametnih telefona,
• mobilni roboti će izvoditi različite zadatke te neće čekati na rad, kao što čekaju postojeći, već je biti tak prilagodljivi, da će ga moći naći sami,
• roboti sa strojevima i operaterima sami procjenjuju stanje okoline te samostalno odlučuju i izvode potrebne zadatke,
• roboti će prepoznati okruženje i predmete te samo utvrditi najbolje načine za prihvat i prijenos robe,
• budućnost će oblikovati mladi, koji su danas digitalni domoroci, samo ih je potrebno oduševiti s tehnikom (STEM), te ih u većem broju privući na razne stručne događaje, kao što je primjerice sajam Automatica.

Zaključak
Rasprava na okruglom stolu bila je dobar pregled općeg stanja u industriji, prikazanog na izložbenim prostorima ponuditelja opreme i rješenja te brojnih predstavljanja i predavanja na sajmu Automatica. Prisutnost industrijskih robota na izložbenim prostorima je bila takoreći zapovjeđena, jer je bila praktično nužan uvjet za dobivanje pozornosti posjetitelja. Za sigurnost se bilo naravno pobrinulo u pojednostavljenom radnom prostoru. Sve ostalo bi bilo u stvarnom proizvodnom procesu – čega su prerijetko svjesni prije svega ključni donositelji odluka u industriji, koji brzo »kupuju« prilike, a na stvarne mogućnosti i opasnosti po sigurnost ne obraćaju pozornost. Stoga je potrebno istaknuti misao s okruglog stola, da usko grlo inoviranja na području umjetne inteligencije i robotike nije dovoljno poznavanje više ili manje prijelomnih (disruptivnih) tehnologija, već je na prvom mjestu dobro poznavanje i razumijevanje primjene. Samo primjena može neku tehnologiju ili rješenje načiniti prijelomnim.

Dr. Tomaž Perme