Robotermanipulation revolutioniert: KI-gesteuerte Greifer für präzises Pick-and-Place

Für die meisten Menschen ist die Aufgabe, ein Objekt zu identifizieren, aufzuheben und woanders abzulegen, trivial. Für Roboter erfordert sie modernste Maschinenintelligenz und robotische Manipulation.

RightHand Robotics – ein Somerville, MA-basierter Spin-off des Massachusetts Institute of Technology (MIT) – hat sowohl Maschinenintelligenz als auch Fortschritte in der robotischen Manipulation in seine robotischen Piece-Picking-Systeme integriert, die einzigartige Greiferdesigns mit künstlicher Intelligenz und Maschinenvison kombinieren, um Unternehmen beim Sortieren von Produkten und Ausliefern von Bestellungen zu helfen.

„Wenn Sie im Laden etwas kaufen, schieben Sie den Wagen den Gang entlang und heben es selbst auf. Wenn Sie online bestellen, gibt es eine entsprechende Operation in einem Fulfillment Center“, sagte RightHand Robotics Mitgründer Lael Odhner. „Der Händler muss typischerweise einzelne Artikel aufnehmen, durch einen Scanner führen und in einen Sorter oder auf ein Förderband legen, um den Auftrag abzuschließen. Das klingt einfach, bis man sich Zehntausende Aufträge pro Tag und mehr als 100.000 einzigartige Produkte in einer Anlage der Größe von 10 bis 20 Fußballfeldern vorstellt, mit der tickenden Liefererwartung.“

RightHand Robotics hilft Unternehmen, auf zwei Trends zu reagieren, die den Einzelhandel transformiert haben: die Explosion des E-Commerce, die während der COVID-19-Pandemie nur beschleunigt wurde, und der Wandel zur Just-in-Time-Lagerhaltung, bei der Händler Artikel basierend auf tatsächlichen Käufen nachbestellen, um Effizienz zu steigern.

Die Roboterflotte sammelt zudem Daten, die RightHand helfen, das System im Laufe der Zeit zu verbessern und neue Fähigkeiten wie sanftere oder präzisere Platzierung zu erlernen. Prozess- und Leistungsdaten fließen in die Flottenmanagement-Software des Unternehmens, die Kunden hilft zu verstehen, wie sich ihr Inventar durch das Lager bewegt, und Engpässe oder Qualitätsprobleme zu identifizieren.

„Die Idee ist, dass E-Commerce-Unternehmen statt nur der Leistung eines einzelnen Vorgangs den operativen Fluss im gesamten Lager ändern oder überarbeiten können“, sagte Odhner.

Grenzen verschieben

Im Kern der Unternehmenslösung steht die Idee, Maschinenvison und intelligente Greifer zu nutzen, um Piece-Picking-Roboter anpassungsfähiger zu machen. Die Kombination begrenzt auch den Schulungsaufwand für den Roboterbetrieb und stattet jede Maschine mit dem aus, was das Unternehmen als Hand-Augen-Koordination bezeichnet.

RightHand Robotics nutzt auch ein End-of-Arm-Tool, das Saugkraft mit neuartigen unteraktuierten Fingern kombiniert, was Odhner zufolge den Robotern mehr Flexibilität verleiht als Roboter, die allein auf Saugcups oder einfache Kneifgreifer setzen. „Manchmal hilft es tatsächlich, passive Freiheitsgrade in der Hand zu haben – passive Bewegungen, die sie machen kann, aber nicht aktiv steuern“, sagte Odhner über die Roboter. „Sehr oft vereinfachen diese die Steuerungsaufgabe. Sie machen Probleme, die stark überbestimmt sind, für einen Bewegungsplanungsalgorithmus handhabbar.“

Die von den Robotern gesammelten Daten werden auch genutzt, um die Zuverlässigkeit im Laufe der Zeit zu verbessern und Einblicke in Lageroperationen zu geben. „Wir können Leuten Einblicke in ihr Inventar geben, wie sie ihr Inventar lagern und wie sie Aufgaben sowohl vor- als auch nachgelagert des Pickens strukturieren“, sagte Odhner. „Wir haben sehr guten Einblick in potenzielle zukünftige Problemquellen und können das an Kunden zurückspielen.“

Odhner merkte an, dass Lagerabwicklung zu einer viel größeren Industrie werden könnte, wenn der Durchsatz verbessert würde. „Da Verbraucher zunehmend die Option des Online-Shoppings schätzen, müssen immer mehr Artikel in eine wachsende Anzahl ‚virtueller‘ Warenkörbe gelangen. Die Verfügbarkeit von Personal in der Nähe von Fulfillment Centern tendiert dazu, ein limitierender Faktor für E-Commerce-Wachstum zu sein. All das deutet auf eine massive wirtschaftliche Ineffizienz hin, und das ist im Wesentlichen das, was wir adressieren“, sagte Odhner. „Wir nehmen die am wenigsten ansprechenden Aufgaben im Lager – Dinge wie Sorter-Induktion, wo man den ganzen Tag nur pickt, scannt und etwas auf ein Band legt – und arbeiten daran, diese Aufgaben so weit zu automatisieren, dass man seine Mitarbeiter auf Dinge lenken kann, die direkter vom Kunden wahrgenommen werden.“

Odhner sagte auch, dass stärker automatisierte Fulfillment Center verbesserte Maßnahmen zum Schutz von Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter bieten, wie ergonomische Stationen, an die Waren für spezialisierte Aufgaben gebracht werden, und erhöhte soziale Distanzierung. Anstatt die Anzahl der im Lager Beschäftigten zu reduzieren, sagte er: „Letztendlich will man ein System, in dem Menschen in Rollen wie Qualitätskontrolle, Überwachung der Roboter arbeiten.“

Roboter leicht gemacht

In diesem Jahr führt das Unternehmen die dritte Version seines Pick-Roboters ein, der mit standardisierten Integrations- und Sicherheitsfunktionen ausgeliefert wird, um die Bereitstellung von Piece-Picking-Robotern für Lagerbetreiber zu erleichtern.

„Leute erfassen möglicherweise nicht unbedingt das Ausmaß unseres Fortschritts bei der Produktivierung dieses autonomen Systems in Bezug auf einfache Integration, Konfiguration, Sicherheit und Zuverlässigkeit, aber es ist enorm, weil es bedeutet, dass unsere Robotersysteme weltweit per Drop-Shipping geliefert und mit minimaler Anpassung in Betrieb genommen werden können“, sagte Odhner. „Es gibt keinen Grund, warum das nicht einfach in einer Kiste oder auf einer Palette ankommen und von jedem eingerichtet werden kann. Das ist unsere große Vision.“