Ramię w ramię z robotem. Jak współpraca robotów i ludzi ukształtuje robotykę przyszłości?
Organizacja EUROP (European Robotics Technology Platform) już ponad pięć lat temu, w ramach strategii badawczej SRA dla europejskiego przemysłu robotycznego (Strategic Research Agenda for Robotics in Europe), prognozowała wizję rozwoju robotyki przemysłowej w kierunku tzw. robotów współpracowników. Wówczas analiza EUROP została przeprowadzona pod kątem przyszłych potrzeb rynkowych, dziś nowy typ robotów pracujących „ramię w ramię” oferuje kilku czołowych producentów tradycyjnych robotów przemysłowych.
W tradycyjnej robotyce przemysłowej tak naprawdę chodziło o wyeliminowanie człowieka z procesu produkcyjnego. Roboty w przemyśle są kojarzone przede wszystkim przez pryzmat ich zadań. Miały odciążyć człowieka od wykonywania prac monotonnych i powtarzalnych, przenosić ciężary, a także pracować w środowisku niebezpiecznym dla zdrowia i życia ludzkiego.
W celu zapewnienia bezpieczeństwa musiały być odseparowane od człowieka. Specjalne bariery wejścia w obszar pracy robota, wraz z systemami alarmującymi, były nieodłącznym elementem stanowisk zrobotyzowanych. Ze względu na charakter pracy w przemyśle robot zawsze był uważany za silną, ciężką maszynę.
Zmiany
Pierwsze roboty współpracujące „ręka w rękę” z człowiekiem pojawiły się już w 2013 r. na targach branżowych, a obecnie oprócz firmy Universal Robots – pioniera tego obszaru robotyki – oferuje je jeszcze kilku czołowych producentów.
Ścisła współpraca między człowiekiem i robotem spowodowała zmiany nie tylko w wyglądzie samych robotów (bardziej opływowy kształt ramienia) i ich wielkości, lecz przede wszystkim w ich wyposażeniu – zostały one zaopatrzone w odpowiednio zintegrowane czujniki. Ich zadaniem jest odnajdywanie sił zewnętrznych. Specjalne systemy wykrywające poziom nacisku zapewniają ograniczenie użycia siły w przypadku kolizji z człowiekiem.
Ze względów bezpieczeństwa roboty dysponują niewielką siłą, są lekkie, zręczne i „wrażliwe”. Dzięki integracji układów sensorycznych, systemów bezpieczeństwa i lekkiej konstrukcji mogą z wyczuciem pracować w bezpośrednim kontakcie z człowiekiem. Przeznaczone są obecnie głównie do prac montażowych.
Robot dwuramienny YuMi firmy ABB (fot. ABB)
Nauczyć maszynę wykonywania zadań
Nowa, lekka robotyka przemysłowa wprowadza również istotne zmiany w sposobie programowania manipulatora. Większość z dostępnych robotów współpracujących można programować poprzez bezpośrednie uczenie, czyli ręczne prowadzenie robota po trajektorii, jaką powinien później wykonywać. Dodatkowym czynnikiem wpływającym na atrakcyjność takiego rozwiązania jest możliwość pracy w małej przestrzeni produkcyjnej.
Obecnie roboty te mają jednak pewne ograniczenia w stosunku do swoich „starszych braci” –tradycyjnych robotów przemysłowych o podobnym udźwigu. Przede wszystkim pracują z kilkakrotnie mniejszymi prędkościami niż wersje tradycyjne. Cechuje je również nieco mniejsza dokładność oraz powtarzalność ruchów.
Robot w roli asystenta
Warto podkreślić, iż nowa, lekka robotyka może nie spowoduje rewolucji w stosowaniu robotów, ale z pewnością jest odpowiedzią na nowe potrzeby, związane z optymalizacją ergonomii pracy oraz kolejnym usprawnieniem i ułatwieniem wykonywania zadań przez pracowników na linii montażowej. Lekka robotyka postrzegana jest również przez wielu ekspertów jako ewolucja robotów w wymiarze społecznym.
Robot LBR iiwa firmy KUKA Roboter CEE GmbH (fot. KUKA Roboter)
Przedstawiane w filmach science fiction bezzałogowe fabryki przyszłości często budzą obawy ludzi o miejsca pracy, tymczasem bezpośrednia interakcja człowieka z maszyną może przekonać nawet najbardziej zagorzałych przeciwników, iż robot jest tak naprawdę asystentem człowieka pracującego przy montażu, a nie odwrotnie. Mimo wszystko to człowiek będzie nadal kluczowym ogniwem tego duetu, podejmującym najważniejsze decyzje, a sam robot tylko narzędziem pomocnym przy wykonywaniu pewnych czynności.
Planowany szybki rozwój
Warto podkreślić, że pomimo iż od zainstalowania pierwszego robota przemysłowego na linii produkcyjnej w fabryce General Motors w Trenton w stanie New Jersey minęło ponad 50 lat, robotyka przemysłowa nadal sukcesywnie się rozwija, zwiększa swoje możliwości i obszar zastosowań. ABI Research opublikował niedawno raport zatytułowany „Collaborative Robotics: State of the Market/State of the Art”, z którego wynika, że w latach 2015–2020 rynek robotów współpracujących z ludźmi wzrośnie ponad dziesięciokrotnie – z 95 mln dolarów w roku bieżącym do ponad 1 mld dolarów w 2020 r.
Robot firmy Universal Robots, model UR3 (fot. Universal Robots)
Na pytanie, jak bezpośrednia interakcja człowieka z robotem ukształtuje robotykę przyszłości, nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Na razie wydaje się, że nowy typ robotów wypełnia pewną lukę na rynku. Wpisuje się idealnie w potrzeby małych i średnich przedsiębiorstw, producentów elektroniki i firm serwisowych. Należy również oczekiwać, iż ten kierunek będzie dalej się rozwijał, a wraz z rozwojem nowoczesnych technologii nowe roboty staną się jeszcze lepsze i doskonalsze.
source: "Automatyka" 9/2015