Was zum Teufel ist ein selbstprogrammierender Roboter?

Wenn wir daran denken, wie man KI, autonomes Funktionieren und Robotik kombinieren kann, haben uns Hollywood und gewandte Drehbuchautoren davon überzeugt, dass die Zukunft irgendwo zwischen „The Terminator“ und „Her“ landen wird. Auch wenn Höhenflüge notwendig sind, um das Leben interessant zu halten, Fakt ist, dass Roboter, die autonom arbeiten können, einfach zu nützlich sein werden, um die Welt zu erobern. Was sie wirklich tun werden, ist, lang benötigte Rollen zu besetzen, die uns letztendlich mehr Freiheiten als Menschen geben, als wir je gekannt haben.

Laut MIT sind autonome Roboter „intelligente Maschinen, die in der Lage sind, Aufgaben in der Welt selbst zu erledigen, ohne explizite menschliche Kontrolle“. In diesem Zusammenhang wissen wir, dass die menschliche Kontrolle ein Limiter ist, aber wo liegen die Grenzen?

Um die Autonomie eines Roboters zu erreichen, muss ein Roboter die erste Grenze überschreiten, indem er sich selbst programmieren kann – die Fähigkeit, die ihm gesetzten Ziele zu erreichen und einen Weg zu finden, dies ohne manuelles Eingreifen des Menschen zu erreichen.

Die nächsten Schritte in Richtung Roboterautonomie sind, wie sich herausstellt, viel qualitativer. In diesen Qualitäten – sei es eine erbrachte Dienstleistung, ein ausgeführter Prozess oder generierte Daten – wird die Idee der Roboterautonomie erst richtig lebendig.

Roboterprogrammierung ist ermüdend, mühsam und schrecklich

Die Wahrheit ist, dass Roboter heute im Allgemeinen sehr „dumm“ sind. Das ist natürlich kein Beiname – wenn man bedenkt, was sie erreichen können, wenn sie gut programmiert sind, sind sie unglaublich leistungsstarke Lösungen. Jedes Robotikunternehmen arbeitet daran, die Bedienbarkeit der von ihm verkauften Roboter zu vereinfachen, und während einige Robotik-Start-ups daran arbeiten, das Gleiche auf vorhandener Hardware zu tun, hofft jedes einzelne Unternehmen in der Welt, dass eines Tages Roboter in der Lage sein werden, zu programmieren sich.

Warum ist dies ein gemeinsames Ziel in der Robotikindustrie? Da die Roboterprogrammierung ein äußerst mühsamer Prozess ist, nimmt dies bei jeder Roboterintegration oft ein erhebliches Budget in Anspruch. Für diejenigen, die mit dem Prozess nicht vertraut sind, ist die Roboterprogrammierung – obwohl sie vielen Profis Spaß macht – mühsam, sie richtig zu machen, da sie oft bis zu 6 Freiheitsgrade, Dutzende von möglichen Werkzeugwegen und Endpositionen und eine Vielzahl von kinematische Beschränkungen, die eine gründliche Betrachtung erfordern, um das effizienteste mögliche Roboterbewegungsprogramm zu erstellen.

Gleichzeitig muss dieser Prozess der Bewegungsgenerierung für jedes Teil und jede Umgebung, in der ein Roboter arbeiten soll, manuell durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass Roboter bis heute für Unternehmen in Branchen wie Transport und Verbraucher praktikabel waren Elektronik, aber unpraktisch (mit Ausnahme von Spezialanwendungen) für die meisten Unternehmen, die nicht Zehntausende hochwertiger SKUs pro Jahr mit einer ansonsten begrenzten Vielfalt produzieren von Produkten.

Hier können Selbstprogrammierungsfunktionen zu einem Game-Changer für die Fertigungsindustrie werden. Der Großteil der Kosten, die bei der Verwendung eines Roboters entstehen, entsteht durch die Programmierung und die anschließende Strukturierung eines Fertigungsraums, um seine Bedürfnisse zu erfüllen. Durch die Reduzierung der Programmierung auf etwas, das automatisierbar ist, können Roboter sich sowohl an die Teile als auch an die Umgebung anpassen. Dies bedeutet, dass Roboter endlich von allen Arten von Herstellern eingesetzt werden können, unabhängig vom Teilemix oder der SKU.

Was ist erforderlich, um „Selbstprogrammierung“ zu erreichen?

Im Laufe der Jahre (und Jahrzehnte) wurden verschiedene Lösungen eingeführt, um die Programmierung von Robotern zu vereinfachen. Teach Pendants, kinematische Anweisungen und Offline-Programmierung sind alles Möglichkeiten, mit denen Robotikanbieter den Prozess für Ingenieure, Programmierer und Integratoren einfacher und nützlicher gemacht haben.

Letztendlich können all dies einige Elemente des Prozesses automatisieren oder zumindest intuitiver machen, aber jede vollständige Bewegung dauert immer noch Stunden, Tage oder sogar Wochen, um sie zu generieren und zu validieren, und das alles natürlich in stark strukturierten Umgebungen.

Um darüber nachzudenken, was ein Roboter braucht, um seine eigene Bewegung zu erzeugen, ist eine wichtige Antwort, darüber nachzudenken, was Roboter uns ähnlicher machen könnte. Ohne zu philosophisch zu werden, verlassen wir uns auf unsere Sinne, um fast alles zu lernen, was wir wissen. Gleichzeitig sind es unsere Sinne, die es uns ermöglichen, unsere Umwelt zu interpretieren und darauf zu reagieren – vieles davon geschieht unbewusst, reflexartig, instinktiv oder wird sogar im Alter erlernt.

Den Robotern die Sinne geben, die sie brauchen, um dann zu reagieren auf ihre Umgebung – insbesondere die Fähigkeit, 3D-Raum und Texturen zu interpretieren – würde ihnen dann ermöglichen, die Informationen zu sammeln, die sie benötigen, um sich selbst zu programmieren, um ein Ziel zu erreichen.

Ein selbstprogrammierender Roboter allein könnte mit den richtigen Algorithmen erreicht werden, aber zu welchem ​​Zweck? Die eigentliche Herausforderung besteht darin, einen Roboter sich selbst auf ein konventionell erreichbares Ziel programmieren zu lassen – die gleiche Fähigkeit eines Menschen, einen Roboter mit vorhandenen Werkzeugen effektiv zu programmieren, zu einem automatischen Prozess zu machen.

Der Prozess im Spritzbetrieb

Wie kommt es dazu? Um ein qualitativ hochwertiges Ergebnis zu erzielen, ist am Beispiel von Spritzprozessen, vereinfacht gesagt, die Fähigkeit, das Teil im Raum zu identifizieren und zu interpretieren, die wesentliche Voraussetzung. Mit diesem Wissen und der richtigen Fähigkeit, ein Programm zu generieren, kann ein Roboter dann das Ziel erreichen, eine Oberfläche mit einer Beschichtung zu beschichten (oder sie mit einer Thermopistole oder abrasiven Materialien zu sprühen).

Im Allgemeinen muss diese Genauigkeit auf einen Millimeter oder weniger sinken, um die gleiche Schärfe zu erreichen, die der Mensch während eines Arbeitsprozesses hat. Glücklicherweise ist dies ein Genauigkeitsgrad, der mit Infrarotsensoren erreichbar ist, die bei Kombination mehrerer Winkel und Positionen die Informationen liefern können, die zum Rendern eines digitalen Zwillings eines Objekts im 3D-Raum erforderlich sind.

Von dort aus ermöglicht diese Art von Fähigkeit Unternehmen, Aufgaben zu automatisieren, die als mühsam und sogar gefährlich für menschliche Arbeiter angesehen wurden. 40 Stunden pro Woche, 50 Wochen im Jahr 30 oder 40 Jahre lang Industrieteile zu besprühen und zu beschichten ist nicht das Beste, was Sie tun können – sei es für Ihre Gesundheit oder Ihre Psyche – während das Hinzufügen eines Roboters materielle Vorteile bringt, die andere Arbeiten erleichtern und macht mehr Spaß.

Im Vergleich zur traditionellen Roboterprogrammierung sind die Vorteile nicht einmal annähernd so groß. In den meisten Beschichtungsbetrieben gibt es eine Vielzahl von Teilen, die bearbeitet werden müssen – sei es an einem bestimmten Tag oder in einer bestimmten Produktionsserie. Viele Hersteller haben unter diesen Umständen versucht, Roboter zu verwenden, und haben es versäumt, und Automobilhersteller sind heute im Allgemeinen die überwiegende Mehrheit der Benutzer von Lackierrobotern. Bei selbstprogrammierenden Robotern wird sich diese Aufschlüsselung jedoch drastisch verschieben.

Was kommt als nächstes?

Nachdem Sie nun die Ziele verstanden haben, die ein selbstprogrammierender Roboter erreichen kann, ist es wichtig zu verstehen, was von vorne bis hinten in den Prozess einfließt. Ein selbstprogrammierender Roboter muss nach der Generierung seines Umgebungssinns alle herkömmlichen Anforderungen eines Industrieroboters verarbeiten und zusätzlich verstehen die einzigartigen Eigenschaften eines Prozesses oder einer Zelle. Dies kann Prozess-Know-how sein (z. B. wo sollte ich vorgehen, um jemandem aus dem Weg zu gehen oder welches Muster sollte ich verwenden, um Farbe auf eine Oberfläche aufzutragen) oder spezifische Anweisungen, die über eine grundlegende Softwareschnittstelle eingegeben werden, um sicherzustellen, dass genaue Qualitätsziele priorisiert werden – alles, natürlich ohne Programmieraufwand.

Unten ist nur ein Beispiel dafür, wie der Selbstprogrammierungsprozess organisiert ist. Die Shape-to-Motion™-Technologie von Omnirobotic verwendet 3D-Kameras, um dann ein 3D-Modell der Zelle zu rekonstruieren. Durch die Verbindung mit Prozesssteuerungen in einer Fabrikumgebung sowie durch die Kenntnis der Position und Einschränkungen des Roboters selbst im Raum kann der Roboter Prozesswissen, Aufgabenaufteilungen und Bewegungsanordnungen nutzen, um an einem parallelen Aufgabenplanungsprozess teilzunehmen. Jedes Ergebnis wird in der Digital-Twin-Umgebung bewertet, was dann zum bestmöglichen Ergebnis führt – manchmal auf Basis von 10.000+ Szenarien pro Operation.

Durch die Nutzung dieser Fähigkeit, Aufgaben zu priorisieren, kann ein Roboter effektiv eine Reihe von Bewegungen für sich selbst generieren, die sich zu einem vollständigen Prozess addieren. Da Roboter von Natur aus konsistenter und vorhersehbarer sind und länger als Menschen schneller arbeiten können (was natürlich von Maschinen zu erwarten ist), ist die Endleistung eines selbstprogrammierenden Roboters viel konsistenter als jede andere Lösung auf dem Markt.

Wenn du etwas machst, musst du einen Zweck haben

KI mag einige Jobs ersetzen, aber in diesem Prozess der Automatisierung hochwertiger Engpässe in all unseren Produktions- und Arbeitsabläufen werden sie tatsächlich die Nachfrage nach kreativeren, innovativeren und intuitiveren Jobs bei den Menschen schaffen. Auch wenn es eines Tages eine Möglichkeit geben könnte, diese einzigartigen menschlichen Eigenschaften zu automatisieren, warum sollten wir dies wollen? Und wären wir als Verbraucher natürlich auch an der „Kreativität“ einer Maschine interessiert?

Natürlich beflügelt uns selbstprogrammierende Technologie genauso viel Fantasie wie ein guter Film, aber es ist wichtig, uns in den praktischen und wirtschaftlichen Vorteilen jeder Technologie zu verankern. Es besteht ein klarer Bedarf an effizienteren und effektiveren Produktionsabläufen, und der Fachkräftemangel hält an – trotz Rekordarbeitslosigkeit.

Tatsache ist, dass der Einsatz von mehr Robotern der beste Weg ist, um Menschen wieder an die Arbeit zu bringen. Wie, fragst du? Wenn Sie mehr Produktivität (und damit Rentabilität) schaffen, können tatsächlich neue Arbeitsplätze geschaffen, die Löhne steigen und mehr Mitglieder eines bestimmten Unternehmens oder einer bestimmten Gesellschaft von den Früchten ihrer Arbeit profitieren. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, warum Roboter in Zukunft sowohl für Unternehmen als auch für die Gesellschaft so wichtig sein werden, lesen Sie diesen großartigen Robo Busines Direct-Vortrag des berühmten Robotikers Rodney Brooks.

Und natürlich, wenn Sie wissen möchten, wie selbstprogrammierende Technologie bereits heute den Spritzprozessen zugute kommen kann, zögern Sie nicht, unsere Hauptseite zu besuchen.

Omnirobotic ist der einzige Anbieter von selbstprogrammierender, autonomer Robotertechnologie für High-Mix-Spritzlackierprozesse. Wenn Sie die einzigartigen Vorteile selbstprogrammierender Roboter für industrielle Fertigungsunternehmen kennenlernen möchten, kontaktieren Sie uns unter [email protected] oder sehen Sie sich unseren Amortisationsrechner an.