Πώς τα ρομπότ μπαίνουν στη γραμμή παραγωγής της BMW και αλλάζουν το μέλλον της αυτοκίνησης

Η εικόνα ενός εργοστασίου αυτοκινήτων με ρομποτικούς βραχίονες δεν ανήκει πλέον στην σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας, αφού η BMW ανακοίνωσε ότι θα χρησιμοποιήσει για πρώτη φορά ανθρωποειδή ρομπότ για την κατασκευή αυτοκινήτων στην Ευρώπη.

Σύμφωνα με δημοσίευμα του BBC, δύο ρομπότ, κατασκευασμένα από την Hexagon Robotics, βρίσκονται ήδη σε δοκιμαστική εφαρμογή στο εργοστάσιο της Λειψίας και προγραμματίζεται να εργαστούν στην παραγωγή από το φετινό καλοκαίρο.

«Αυτό θα είναι το μέλλον της παραγωγής αυτοκινήτων», λέει ο Michael Nikolaides, επικεφαλής διαχείρισης διαδικασιών και ψηφιοποίησης στη BMW.

Γιατί ανθρωποειδή ρομπότ και όχι απλώς περισσότερη αυτοματοποίηση;

Η βασική ιδέα πίσω από τη νέα γενιά ρομπότ δεν είναι απλά να αντικαταστήσουν μια συγκεκριμένη μηχανή ή έναν ρομποτικό βραχίονα, αλλά να καταφέρουν να ενσωματωθούν σε έναν χώρο εργασίας που έχει ήδη σχεδιαστεί για ανθρώπους, χωρίς να απαιτείται ακριβός επανασχεδιασμός ολόκληρης της γραμμής παραγωγής.

Όπως εξηγεί ο Nikolaides, ένα ανθρωποειδές ρομπότ έχει περίπου το ίδιο μέγεθος και παρόμοια λειτουργική λογική με έναν άνθρωπο. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να τοποθετηθεί σε θέσεις όπου σήμερα εργάζονται άνθρωποι, χρησιμοποιώντας υπάρχοντα εργαλεία, υπάρχουσες διαδρομές και υπάρχουσες διαδικασίες.

«Αν έχεις μια ανθρωποειδή μορφή, μπορείς ουσιαστικά να το τοποθετήσεις σε οποιονδήποτε χώρο εργασίας όπου εργάζεται σήμερα ένας άνθρωπος, επειδή έχει το ίδιο μέγεθος και τις ίδιες δυνατότητες».

Την ίδια στιγμή το οικονομικό επιχείρημα είναι εξίσου σημαντικό. Πλέον το να χρησιμοποιούνται ρομπότ που ταιριάζουν στις ανθρώπινες διαδικασίες και στο ανθρώπινο εργασιακό περιβάλλον είναι πολύ πιο συμφέρον. Ειδικότερα, το κόστος των ρομπότ έχει μειωθεί σημαντικά, την στιγμή που η αναδιαμόρφωση μιας ολόκληρης γραμμής συναρμολόγησης είναι εξαιρετικά δαπανηρή.

Ο Bill Ray, διακεκριμένος αντιπρόεδρος αναλυτής στην Gartner, περιγράφει αυτή τη μεταβολή με απλό τρόπο λέγοντας ότι «Όταν ένα ρομπότ κόστιζε 17 εκατομμύρια, θα αναδιοργάνωνες το εργοστάσιό σου γύρω από το ρομπότ, αλλά πλέον δεν κοστίζει τόσο». «Έτσι τώρα θέλεις να το εντάξεις στον υπάρχοντα τρόπο εργασίας σου.»

Το Aeon της Hexagon και τα τεχνικά του χαρακτηριστικά

Το ρομπότ που δοκιμάζεται στη BMW ονομάζεται Aeon, έχει ανθρώπινο σχήμα, ύψος 1,65 μ. και βάρος 60 κιλά. Μπορεί να κινηθεί με ταχύτητα έως 2,4 μέτρα το δευτερόλεπτο και να μεταφέρει φορτία 15 κιλών για σύντομο χρονικό διάστημα ή 8 κιλών σε συνεχή χρήση.

Παράλληλα, διαθέτει 21 αισθητήρες, μεταξύ των οποίων κάμερες, ραντάρ, μικρόφωνο, καθώς και αισθητήρες δύναμης και ροπής για τον χειρισμό αντικειμένων. Χάρη στα συστήματα αυτά έχει την δυνατότητα να αντιλαμβάνεται το περιβάλλον του και να εκτελεί εργασίες με μεγαλύτερη ευελιξία από ένα παραδοσιακό βιομηχανικό ρομπότ.

Η εκπαίδευση των ρομπότ

Μία από τις πιο συναρπαστικές πτυχές της εφαρμογής της τεχνητής νοημοσύνης στον φυσικό κόσμο, είναι η μάθηση μέσω μίμησης, σύμφωνα με τον Arnaud Robert, πρόεδρο ρομποτικής στη Hexagon.

Πρόκειται για τη διαδικασία κατά την οποία το ρομπότ μαθαίνει πώς να εκτελεί μια εργασία παρατηρώντας πώς γίνεται η εργασία, είτε χρησιμοποιώντας βίντεο από πολλαπλές γωνίες είτε αισθητήρες κίνησης πάνω στον άνθρωπο. Ο Robert λέει ότι η μάθηση μέσω μίμησης μπορεί να μειώσει τον χρόνο που απαιτείται για την εκπαίδευση του ρομπότ από μήνες σε ημέρες.

Αναλυτικότερα, στη BMW, τα ρομπότ εκπαιδεύτηκαν με δύο βασικούς τρόπους: μέσω τηλεχειρισμού, με αισθητήρες τοποθετημένους σε ανθρώπους, και μέσω προσομοίωσης σε ένα ψηφιακό δίδυμο του εργοστασίου, με λογισμικό της Nvidia. Στο εικονικό περιβάλλον, το ρομπότ επαναλάμβανε μια εργασία πολλές φορές, δοκιμάζοντας διαφορετικές λύσεις μέχρι να εντοπίσει τις πιο αποτελεσματικές. Αυτή η μέθοδος είναι γνωστή ως ενισχυτική μάθηση.

Ταυτόχρονα, ο τηλεχειρισμός χρησιμοποιείται για πιο πρακτικές κινήσεις, όπως το πώς σηκώνει κάποιος ένα εξάρτημα. Με αυτόν τον τρόπο, το φυσικό ρομπότ μαθαίνει τις διαφορετικές εκδοχές μιας ανθρώπινης κίνησης και όχι μόνο μια αυστηρά προγραμματισμένη εντολή.

Στο δημοσίευμα του BBC, τίθεται το ερώτημα του αν θα μπορούσε το ρομπότ απλώς να παρακολουθήσει κάποιον να συσκευάζει κουτιά για λίγο και μετά να συμμετάσχει. Ο Ray της Gartner εκτιμά ότι μέσα σε τρία έως πέντε χρόνια ένα ρομπότ θα μπορεί να λαμβάνει απλές φωνητικές οδηγίες για να εκτελεί αποτελεσματικά μια εργασία. «Αυτό είναι το απόλυτο σενάριο», λέει ο Robert. «Περιγράφετε πιθανότατα κάτι που απέχει ένα ή δύο χρόνια.»

Η εκπαίδευση των ρομπότ γίνεται ταχύτερη

Ένα από τα κρίσιμα ζητήματα για τη βιομηχανική χρήση ανθρωποειδών ρομπότ είναι ο χρόνος εκπαίδευσης. Όσο πιο γρήγορα μπορεί ένα ρομπότ να μάθει μια εργασία, τόσο πιο εύκολα μπορεί να ενταχθεί σε πραγματικές συνθήκες παραγωγής.

Ο Arnaud Robert, πρόεδρος ρομποτικής στη Hexagon, αναδεικνύει τη σημασία της λεγόμενης «μάθησης μέσω μίμησης». Σε αυτή την προσέγγιση, το ρομπότ μαθαίνει παρατηρώντας πώς εκτελείται μια εργασία από άνθρωπο, είτε μέσα από βίντεο πολλών γωνιών είτε μέσω αισθητήρων κίνησης. Σύμφωνα με τον ίδιο, αυτή η μέθοδος μπορεί να μειώσει τον χρόνο εκπαίδευσης από μήνες σε ημέρες.

Η ιδανική περίπτωση θα ήταν ένα ρομπότ να παρακολουθεί για λίγο έναν άνθρωπο, για παράδειγμα να συσκευάζει κουτιά, και στη συνέχεια να μπορεί να συμμετάσχει μόνο του στη διαδικασία. Ο Robert εκτιμά ότι αυτό το σενάριο απέχει πιθανότατα ένα με δύο χρόνια. Από την πλευρά του, ο Bill Ray της Gartner θεωρεί ότι μέσα στα επόμενα τρία έως πέντε χρόνια ένα ρομπότ θα μπορεί να δέχεται απλές φωνητικές οδηγίες και να εκτελεί αποτελεσματικά μια εργασία.

Πώς θα "εργάζονται" τα ρομπότ στη BMW

Όπως διευκρινίζει το ρεπορτάζ, στο εργοστάσιο της BMW τα Aeon δεν προορίζονται να κάνουν τα πάντα, αλλά οι πρώτες τους εργασίες θα είναι συγκεκριμένες. Για αρχή απλώς θα τροφοδοτούν εξαρτήματα σε εργαλεία παραγωγής και θα εκτελούν κινήσεις επιλογής και τοποθέτησης στην κατασκευή μπαταριών.

Παρόλο που πρόκειται για πολυλειτουργικά ρομπότ, δεν αναμένεται να αλλάζουν διαρκώς καθήκοντα, όπως εξάλλου συμβαίνει και στην περίπτωση των εργαζομένων σε μια γραμμή παραγωγής. Δηλαδή θα αναλαμβάνουν συγκεκριμένους ρόλους για μεγάλα χρονικά διαστήματα.

Το πρακτικό ζήτημα της αυτονομίας

Το Aeon έχει διάρκεια μπαταρίας περίπου τρεις ώρες, ενώ μια βάρδια στο εργοστάσιο διαρκεί οκτώ ώρες, τουλάχιστον. Για το λόγο αυτό έχει σχεδιαστεί ώστε να αλλάζει μόνο του μπαταρία σε περίπου τρία λεπτά, υπολογίζοντας και τη μετάβασή του από και προς τον σταθμό φόρτισης.

Για τη BMW, τα ρομπότ αυτά μπορούν να βοηθήσουν σε εργασίες που είναι επαναλαμβανόμενες ή σωματικά απαιτητικές για τους ανθρώπους. Παράλληλα, η εταιρεία τα βλέπει και ως απάντηση στην αναμενόμενη έλλειψη εργατικού δυναμικού τα επόμενα χρόνια. Ο Nikolaides υπενθυμίζει ότι όταν αυτοματοποιήθηκε η παραγωγή αυτοκινήτων τη δεκαετία του ’70, πολλοί προέβλεπαν μαζική απώλεια θέσεων εργασίας. Η δική του ανάγνωση είναι διαφορετική: η τεχνολογία δημιούργησε νέους ρόλους και κάτι ανάλογο μπορεί να συμβεί και με τα ανθρωποειδή ρομπότ.

Η κούρσα της αυτοκινητοβιομηχανίας στη ρομποτική

Η BMW δεν είναι η μόνη εταιρεία που πειραματίζεται με τη νέα γενιά ρομπότ. Όπως αναφέρει το BBC, και άλλες αυτοκινητοβιομηχανίες εξετάζουν σοβαρά την ενσωμάτωση ανθρωποειδών ή προηγμένων ρομποτικών συστημάτων στην παραγωγή.

Η Toyota σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει τα ανθρωποειδή ρομπότ Digit της Agility Robotics, έπειτα από επιτυχημένες δοκιμές. Η κινεζική Xiaomi έχει δοκιμάσει δύο δικά της ανθρωποειδή ρομπότ στην παραγωγή ηλεκτρικών οχημάτων. Η Hyundai, από την πλευρά της, χρησιμοποιεί ήδη ρομπότ Spot για βιομηχανικές επιθεωρήσεις και έχει ανακοινώσει σχέδια αξιοποίησης των ανθρωποειδών Atlas της Boston Dynamics, εταιρείας στην οποία είναι πλειοψηφικός μέτοχος.

Η ίδια η BMW έχει αποκτήσει εμπειρία και από τις ΗΠΑ. Στο εργοστάσιό της στο Spartanburg, το ρομπότ Figure O2 συνέβαλε στην παραγωγή 30.000 αυτοκινήτων BMW X3, δουλεύοντας με ρυθμό αντίστοιχο ενός ανθρώπου. Ένα από τα βασικά συμπεράσματα από αυτή τη δοκιμή ήταν ότι τα ρομπότ που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη μπορούν να διαχειριστούν καλύτερα μικρές αποκλίσεις.

Σε ένα παραδοσιακό βιομηχανικό ρομπότ, μια μικρή μετατόπιση ή κλίση ενός μεταλλικού εξαρτήματος μπορεί να οδηγήσει σε αποτυχία της διαδικασίας. Τα νεότερα ανθρωποειδή ρομπότ, όμως, μπορούν να αναλύσουν την αλλαγή και να συνεχίσουν την εργασία τους.

Πόδια, τροχοί και ρομπότ «φύλακες»

Υπάρχουν, βέβαια, διαφορές ανάμεσα στα ρομπότ που δοκιμάζονται. Το Figure μπορεί να περπατά, ενώ το Aeon της Hexagon κινείται με τροχούς αντί για πόδια. Για τον Nikolaides, αυτό έχει περισσότερο νόημα μέσα σε έναν χώρο παραγωγής, καθώς το ρομπότ μπορεί να κυλά από το ένα σημείο στο άλλο με μεγαλύτερη πρακτικότητα.

Την ίδια ώρα η BMW έχει χρησιμοποιήσει και το Spot της Boston Dynamics, ένα τετράποδο ρομπότ με μορφή που θυμίζει σκύλο, ως «φύλακα» συντήρησης. Σε αυτή την περίπτωση, η δυνατότητα να ανεβαίνει και να κατεβαίνει σκάλες ήταν απαραίτητη, καθώς έπρεπε να φτάνει σε υπόγειους χώρους με μηχανήματα.

Το θέμα της συνύπαρξης ανθρώπων και ρομπότ μέσα στο εργοστάσιο δεν είναι μόνο τεχνικό. Είναι και ψυχολογικό. Σύμφωνα με τον Nikolaides, το προσωπικό της BMW έχει υποδεχθεί θετικά τα ρομπότ. Εκτιμά μάλιστα ότι, όπως συνέβη και με παλαιότερα μη ανθρωποειδή ρομπότ, οι εργαζόμενοι θα αρχίσουν να τους δίνουν ονόματα.

Ο Bill Ray της Gartner θεωρεί ότι αυτό έχει σημασία. Όταν ένα ρομπότ αντιμετωπίζεται απλώς ως μηχανή, ένα λάθος ερμηνεύεται ως βλάβη. Όταν όμως έχει όνομα, οι άνθρωποι τείνουν να αποδέχονται ότι μπορεί να κάνει λάθη και να το αντιμετωπίζουν πιο φυσικά.

Πώς "επικοινωνεί" ένα ρομπότ χωρίς ανθρώπινο πρόσωπο

Το Aeon δεν έχει ανθρώπινο πρόσωπο. Αντ' αυτού έχει μια οθόνη στο μπροστινό μέρος της κεφαλής του, μέσω της οποίας εμφανίζει απλά σύμβολα. Μια γραμμή μπορεί να δείχνει ότι εκτελεί μια εργασία, ενώ ένας κύκλος ότι ακούει.

Η Hexagon συνεχίζει να δουλεύει πάνω σε αυτή την οπτική γλώσσα, αφού όπως ξεκαθαρίζει ο Arnaud Robert, είναι σημαντικό το ρομπότ να στέλνει σήματα που γίνονται αντιληπτά με φυσικό τρόπο από τους ανθρώπους γύρω του. Όσο περισσότερο τα ρομπότ μπαίνουν σε κοινόχρηστους χώρους εργασίας, τόσο πιο απαραίτητη γίνεται η επικοινωνία και η συννενόησή τους με το προσωπικό.

Ο ενθουσιασμός και τα όρια

Παρά την τεχνολογική πρόοδο, οι ειδικοί προειδοποιούν ότι τα ανθρωποειδή ρομπότ δεν πρέπει να αντιμετωπίζονται ως παντοδύναμες μηχανές. Ο Ray θεωρεί ότι η συζήτηση γύρω από αυτά έχει συχνά υπερβολές, κυρίως λόγω εντυπωσιακών παρουσιάσεων σε σκηνές και επιδείξεων με ρομπότ που χορεύουν.

Το πρόβλημα, όπως σημειώνει, είναι ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος συμπληρώνει μόνος του τα κενά, εννοώντας ότι όταν βλέπουμε ένα ρομπότ να περπατά, υποθέτουμε εύκολα ότι μπορεί επίσης να τρέξει, να σκαρφαλώσει ή να πηδήξει, υπερεκτιμώντας τις δυνατότητές του, οι οποίες είναι ακόμη συγκεκριμένες και περιορισμένες.

Αυτό δεν μειώνει τη σημασία της αλλαγής που βρίσκεται σε εξέλιξη, αλλά φανερώνει ότι η βιομηχανία περνά σε μια νέα φάση με προσεκτικά βήματα. Τα ανθρωποειδή ρομπότ δεν έρχονται αύριο να αντικαταστήσουν πλήρως τους εργαζόμενους, ούτε να μεταμορφώσουν απότομα τα εργοστάσια. Αντίθετα, σε πρώτο στάδιο, έρχονται απλώς να αναλάβουν επαναλαμβανόμενες ή δύσκολες εργασίες, να δοκιμαστούν δίπλα στους ανθρώπους και να αποδείξουν στην πράξη πόσο χρήσιμα και βοηθιτικά μπορούν να αποβούν

Αν οι δοκιμές της BMW στη Λειψία πετύχουν, τότε το εργοστάσιο του μέλλοντος ίσως να μην είναι απλώς πιο αυτοματοποιημένο, αλλά να είναι ένας χώρος όπου άνθρωποι, κλασικά βιομηχανικά ρομπότ και ανθρωποειδείς μηχανές θα δουλεύουν παράλληλα, με νέους ρόλους, νέες δεξιότητες και νέες απαιτήσεις για ολόκληρη την αυτοκινητοβιομηχανία.