Автономные роботы: ключевой элемент Индустрии 4.0

Главная » Робототехника » Автономные роботы: ключевой элемент Индустрии 4.0
Автономные роботы: ключевой элемент Индустрии 4.0

Термин «Industrie 4.0» впервые был озвучен на промышленной выставке в 2011 году в Ганновере. Речь шла об одном из десяти стратегических проектов развития Германии по внедрению концепции умного производства (Smart Manufacturing): симбиоз автоматизированных систем, глобальной промышленной сети Интернета вещей и услуг (IoTS). Но само понятие гораздо шире одной страны – тренд развития систем автоматизации, роботизации и обмена данных, который должен вывести производства на новый уровень организации и управления каждого этапа выпускаемой продукции. Это должно стать Четвертой индустриальной революцией. И один из ключевых элементов – автономные роботы. Где уже используются автономные роботы и системы, и какие плюсы и минусы их использования.

Автономные роботы: что это такое

Под автономностью следует понимать не «освобождение» от шнура электропитания, а возможность совершать запрограммированный цикл действий, и (самое важное) корректировать его в зависимости от обстоятельств.

Автономные роботы что это

Они могут существенно различаться по размеру, функциональности, мобильности, ловкости, искусственному интеллекту и стоимости — от роботизированных средств автоматизации технологических процессов до летательных аппаратов с мощными возможностями захвата изображений и данных. Использование автономных роботов и линий позволит наладить 100% автономные системы, работающие без участия человека.

разработки в индустрии автономных роботов

Виды автономных роботов и их применение

Интеграция производства и сетевых коммуникаций – главная цель Индустрии 4.0. Автономное оборудование позволяет собирать данные, анализировать их в реальном времени, и налаживать максимально эффективный процесс работы.

Сфера использованияФункции
Сельское хозяйствоУстройства могут проводить анализ почвы, температуры, полива и регулировать их, для достижения наибольшей урожайности.
ПромышленностьСтанки способны создавать автономную конвейерную линию, анализировать собственный износ, совершенствоваться для выполнения новых задач.
МедицинаИнтегрируются в систему распределения лекарств внутри медицинских учреждений.
Военная промышленностьДроны-разведчики самостоятельно исследуют отдельные участки
АрхитектураСистемы поддерживают нормальные условия для роста растений в мегаполисах
Логистика и складыДоставка грузов, перемещение стеллажей и паллет по складу без помощи грузчиков
Научные и исследовательские работыИспользуются для анализа почв (в том числе и вне земных); для работы в опасных для человека условиях, например канализационные и ядерные установки.
ДомУборка, мойка окон, уход за растениями

Автономные роботы, как и люди, способны принимать собственные решения, но если в случае человека используются органы чувств, то для восприятия окружающей среды роботом, необходимы датчики и дополнительные технологии. В качестве таких помощников выступают лазеры, сканеры, микрофоны, камеры, радары и лидары. Они в сочетании с соответствующим ПО способны идентифицировать и классифицировать объекты, свое местоположение, окружающую температуры и многое другое, и в зависимости от собранной информации, принимать соответствующие действия.

Популярный пылесос Roomba, который, кстати, тоже является автономным роботом, в своей работе использует инфракрасные или ультразвуковые датчики – считаются одними из самых простых. Но его тоже можно оставлять для выполнения работы, а именно уборки, и не контролировать процесс.

Автономные роботы виды

Более продвинутые устройства оснащены сложным программным обеспечением с ИИ, которое позволяет подключаться к Интернету и проходить обучение. Такие устройства получили название адаптивные или интеллектуальные роботы. Одним из примеров самообучающихся моделей являются робо-питомцы Aibo, которые подстраиваются под условия, в которых им предстоит находиться, и учиться новым навыкам.

Где уже используются автономные роботы?

Стратегии и планы развития робо-систем всегда выглядят красочно и функционально, но чего уже удалось достичь: несколько реальных примеров.

Начнем с устройств для дома:

  • роботы-пылесосы способны запоминать периметр, на котором будут проводиться работы; препятствия, встреч с которыми необходимо будет избегать, а также график. 
  • газонокосилки. Также могут строить карту, используя GPS, в границах которой будут перемещаться, самостоятельно контролировать высоту травы.
  • мойщики окон не ограничиваются только стеклянными поверхностями и справляются с чисткой зеркал, плитки, натяжных потолков. 

В связи с увеличением численности населения Земли и повышении спроса на продукты питания, росте затрат, и при этом сокращении численности желающих работать в сельском хозяйстве, интерес отрасли к автономным роботам с каждым годом все выше. Уже сегодня используются десятки разных устройств. Например, Ecorobotix (имеет вид стола), при помощи колес и солнечной энергии передвигается в поле и борется с сорняками при помощи специальных датчиков (выдвижной опрыскиватель обрабатывает их гербицидами). Это позволяет в разы сократить использование химикатов, и при этом защитить растения.

Автономные роботы в сельском хозяйстве

Rowbot — устройство, которое помогает анализировать количество азота в почве. Если это необходимо — вносит удобрение. Это помогает повысить урожайность с полей кукурузы.

Что касается медицины, то автономность роботов и технологии (ИИ) — смогут помочь в решении множества проблем со здоровьем, и речь идет не только о роботах-компаньонах, которые способны развлечь в больничных палатах, или медицинских курьерах, во время доставляющих лекарство.

Автономные роботы в медицине

Био-инженеры Бостонской детской больницы в 2019 году продемонстрировали прототип автономного робота-катетера, который может самостоятельно находить путь к клапану сердца, и, используя алгоритмы машинного обучения, восстанавливать нормальную работу органа.

Т.к. Индустрия 4.0 – мировой тренд, то ведущие бренды не отстают от прогресса и создают свои автономные устройства.

БрендТехнологияФункции
Daimler AGАвтономная линияАвтоконцерн создал производственную линию, которая в зависимости от пожеланий клиента, может менять конфигурацию продукции
FanucМашинное обучениеОбучение «проходит» не один робот, а вся линия, что позволяет снизить время простоя.
Coca-ColaFreestyleАвтоматы для продажи напитков с разными наполнениями на вкус покупателя
Virginia TechCyroРобот-медуза необходим для исследования подводного мира, обнаружения нефтяных пятен и их ликвидации, мониторинга воды, и даже военной разведки (именно военные занимались финансированием проекта)

Плюсы и минусы автономных роботов

На сегодняшний день представлено лишь небольшое количество действительно автономных роботов, другие, как например вариант Coca-Cola, являются интересным маркетинговым ходом, или не могут полностью отойти от управления человеком, как в случае с мойщиком окон.

Но, тем не менее, с каждым годом технологии и устройства становятся все более совершенными и автономным. Сейчас на роботизированных плечах лежит большой фронт производственных работ, что позволяет сокращать производственные издержки и повышать качество продукции, а это уже не мало.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© Copyright 2012-2020 Mentamore