Впервые в Европе компания BMW будет использовать человекоподобных роботов для производства автомобилей.
Два робота, разработанные компанией Hexagon Robotics, планируется ввести в эксплуатацию на производстве с лета. В настоящее время они проходят испытания на заводе в Лейпциге.
«Таким будет будущее автомобильного производства», — говорит Михаэль Николаидис, руководитель отдела управления процессами и цифровизации в BMW.
Роботы и другие средства автоматизации используются в автомобильной промышленности уже несколько десятилетий.
Так почему же произошел переход к роботам, имеющим человекоподобную форму?
«Если у вас есть человекоподобная форма, вы можете установить её практически на любом рабочем месте, где сегодня работает человек, потому что она имеет те же размеры и те же возможности», — говорит Николаидес.
Стоимость роботов снизилась, в то время как перепроектирование сборочной линии остается дорогостоящим. В результате, использование роботов, которые интегрируются с существующими человеческими процессами, становится более экономически выгодным.
«Когда робот стоил 17 миллионов, вы бы перестроили свой завод вокруг робота, но сейчас это уже не так», — говорит Билл Рэй, ведущий вице-президент-аналитик компании Gartner.
«Теперь вы хотите вписать это в свой существующий рабочий процесс».
Робот Hexagon, получивший имя Aeon, имеет форму человека, его рост составляет 1,65 м (5 футов 5 дюймов), а вес — 60 кг (9 стоунов 6 фунтов).
Они развивают максимальную скорость 2,4 м/с и могут перевозить 15 кг в течение коротких периодов времени или 8 кг непрерывно.
Устройство Aeon оснащено 21 датчиком, включая камеры, радар, микрофон, а также датчики силы и крутящего момента для выполнения манипуляций.
В компании BMW роботов обучали, используя сочетание дистанционного управления (датчики на людях) и моделирования в цифровой модели завода с помощью программного обеспечения от Nvidia.
В ходе симуляции роботу была поставлена задача, и он многократно моделировал её для выявления наиболее перспективных решений — подход, называемый обучением с подкреплением.
Дистанционное управление использовалось для таких задач, как захват детали, чтобы физический робот мог изучить различные способы, которыми человек выполняет эту операцию.
Технология обучения роботов стремительно развивается — чем быстрее вы сможете обучить робота, тем лучше.
По словам Арно Роберта, президента подразделения робототехники компании Hexagon, одним из наиболее интересных аспектов применения ИИ в физическом мире (физический ИИ) является обучение на основе имитации.
Именно здесь робот учится выполнять задачу, изучая, как она выполняется, используя видео с разных ракурсов или датчики движения, установленные на человеке. Роберт говорит, что обучение на основе имитации может сократить время, необходимое для обучения робота, с месяцев до дней.
«Наилучший перевод [от человека к роботу] происходит тогда, когда учитель и ученик имеют одинаковый форм-фактор».
Так что, может ли робот просто немного понаблюдать за тем, как кто-то упаковывает коробки, а затем присоединиться к процессу?
«Это самый крайний сценарий, — говорит Роберт. — Вы описываете, вероятно, ситуацию, которая произойдёт через год-два».
Рэй из Gartner подсчитал, что в течение трех-пяти лет робот сможет эффективно выполнять задачи, используя простые голосовые инструкции.
Время работы батареи робота Aeon составляет всего три часа, но смена длится восемь часов, поэтому робот был разработан таким образом, чтобы самостоятельно менять батарею примерно за три минуты, включая поездку к зарядной станции и обратно.
В BMW роботы будут подавать детали к производственным инструментам и выполнять операции по захвату и перемещению деталей при сборке аккумуляторов. Хотя роботы многофункциональны, от них, как и от заводских рабочих, не ожидается частой смены задач.
Николаидес говорит, что роботы потенциально могут помочь в выполнении монотонной или физически сложной для людей работы, а также могут решить проблему нехватки рабочей силы.
«Мы знаем, что через несколько лет возникнет нехватка персонала, и человекоподобные роботы в этом помогут», — говорит Николаидес.
«Когда в 70-х годах мы автоматизировали производство автомобилей, все говорили, что это приведет к массовой потере рабочих мест, но произошло обратное», — говорит он. «Благодаря этой новой технологии были созданы новые рабочие места, и именно так мы смотрим на [гуманоидных роботов]».
Другие автопроизводители также проявляют большой интерес к современной робототехнике.
Например, компания Toyota планирует использовать человекоподобных роботов Digit от Agility Robotics после успешных испытаний. Китайская компания Xiaomi протестировала двух своих человекоподобных роботов в производстве электромобилей.
Компания Hyundai использует роботов Spot для промышленной инспекции и объявила о планах использования человекоподобных роботов Atlas, оба производства Boston Dynamics, в которой Hyundai является мажоритарным акционером.
Компания BMW уже имеет некоторый опыт использования человекоподобных роботов в Спартанбурге, США, где робот Figure O2 помог собрать 30 000 автомобилей модели X3. Он работал с той же скоростью, что и человек.
Одно из наблюдений из США показало, что роботы на основе искусственного интеллекта гораздо лучше справляются с колебаниями, чем прежние машины. «Если вы немного измените положение листового металла, сдвинете его или наклоните с помощью стандартного промышленного робота, это приведет к сбою», — говорит Николаидес. «Эти человекоподобные роботы могут проанализировать это и просто продолжат работать».
Ключевое отличие роботов Figure и Aeon заключается в том, что Figure умеет ходить, а у Aeon вместо ног колеса.
«В торговом зале [использование колесиков] более целесообразно, поскольку Aeon может перемещаться с места на место», — говорит Николаидес.
Компания BMW также использовала робота Spot от Boston Dynamics, имеющего форму собаки, в качестве сторожевого пса для технического обслуживания.
«Он должен был уметь ходить по лестнице, — говорит Николаидес. — Он мог спускаться в подвал, где находилось много оборудования».
По словам Николаидеса, сотрудники тепло приняли роботов. Он предполагает, что люди будут давать им имена, как это было с более старыми негуманоидными роботами.
«Если у него нет имени, это машина, — говорит Рэй из Gartner. — Если он ошибается, значит, он сломан. Если у него есть имя, то люди ожидают, что он будет ошибаться. Люди прощают ему ошибки. Один из советов, которые мы даем компаниям, — это давать своим роботам имена».
У Эона нет человеческого лица, но на передней части головы есть область отображения, на которой отображаются символы, например, линия при выполнении задачи и круг при прослушивании.
«Мы все еще работаем над этим [визуальным языком], но мы твердо убеждены, что Aeon должен передавать сигналы таким образом, который естественен для человека», — говорит Роберт.
Гуманоидные роботы начинают появляться на рабочих местах наряду с людьми, но Рэй считает, что их популярность чрезмерно высока, особенно после громких демонстраций.
«Основное применение человекоподобных роботов сегодня — это выход на сцену и искусственное завышение цены акций», — говорит он. «Роботы, танцующие или что-то подобное: это не так уж сложно сделать».
По его словам, существует риск того, что люди переоценят возможности робота.
«Когда вы видите человекоподобного робота, идущего по земле, вы предполагаете, что он умеет бегать, лазить, прыгать. Он ничего из этого не умеет, но ваш мозг заполняет эти пробелы. У нас нереалистичные ожидания, когда люди начинают использовать этих роботов».