AMRs dazu bringen, gut mit anderen zusammenzuarbeiten

Einige autonome mobile Roboter (AMRs) können Aufzüge herbeirufen, einsteigen und in ein neues Stockwerk fahren. Aber wie eine Gruppe von Fahrern, die zu höflich sind, um als erste auszusteigen, wenn sich die Türen öffnen, werden Roboter von verschiedenen Anbietern blockiert und darauf warten, dass die anderen abfahren, sobald das Auto sein Ziel erreicht hat. Aus diesem Grund muss eine Einrichtung separate Aufzüge für Roboter von jedem Anbieter bereitstellen.

„Wir haben einen Kunden in Singapur, der sagte:‚Sehen Sie, ich habe Roboter von drei verschiedenen Anbietern in meinem Krankenhaus. Ich möchte einen vierten hinzufügen, der etwas Neues macht und das keiner von diesen tut, [aber] ich habe keine kostenlosen Aufzüge mehr“, sagte Brian Gerkey, CEO von Open Robotics. "Und das hält sie davon ab, Roboter hinzuzufügen."

Gerkeys Anekdote hebt das Problem der Interoperabilität hervor, eine aufkommende Herausforderung, die nicht nur in Krankenhäusern mit AMRs in Fahrstühlen, sondern auch in Lagern und Produktionsstätten zu beobachten ist. Laut „Interoperability to Increase Robot Adoption“, einer Podiumsdiskussion, an der Gerkey letztes Jahr bei MD&M West in Anaheim teilnahm, kann eine Einrichtung mehrere Roboterlösungen beherbergen, jede mit ihrem eigenen Ansatz für den Informationsaustausch und ohne die Möglichkeit, Daten einfach auszutauschen zwischen Robotern verschiedener Anbieter. Dies macht die Implementierung zusammenhängender Robotersysteme zu einem schwer fassbaren Ziel.

Um Systeme mit unterschiedlichen Robotertypen zu ermöglichen, hat MassRobotics, Boston – ein gemeinnütziges Innovationszentrum für Robotik und vernetzte Geräte – das Problem im Jahr 2020 durch die Gründung der AMR Interoperability Working Group angegangen. Neben Gerkey gehörten dem MD&M-Gremium weitere Mitglieder der Arbeitsgruppe an.

Die Gruppe hat ihren ersten Standard im Mai 2021 herausgegeben. Er ermöglicht es Robotern verschiedener Typen, Statusinformationen und Betriebskonventionen oder „Verkehrsregeln“ auszutauschen, damit sie in einem Lager oder einer Fabrikhalle kohärenter zusammenarbeiten können, so MassRobotics Pressemitteilung. Der Standard ermöglicht auch die Erstellung von Betriebs-Dashboards, sodass Manager Einblicke in die Flottenproduktivität von AMR-Teams gemischter Anbieter erhalten können. Der neue Standard wird Berichten zufolge in einer FedEx-Einrichtung in Memphis getestet.

Der Stand der Technik bei AMRs ist, dass „eine ganze Reihe von Startups“ verschiedene Arten von Robotern herstellen, die eine Sache tun und es gut machen, sagte CEO Jason Walker, Waypoint Robotics, Nashua, N.H.

„So sehr ich denke, dass unsere Roboter das Beste überhaupt sind, sie sind keine Gabelstaplerroboter, sie sind keine Palettentransporter“, sagte er. „Und so haben Sie eine Reihe von Robotern mit fast nur einem Zweck, sicherlich mit einer einzigen Domäne. Und das bedeutet, dass Sie in Ihrer Einrichtung eine heterogene Roboterflotte haben, um all die verschiedenen Probleme zu lösen, die Sie haben.“

Walker fügte eine hoffnungsvolle Anmerkung hinzu, wie man verschiedene Roboter dazu bringt, zusammenzuarbeiten.

„Da viele von ihnen auf ROS (einem Roboterbetriebssystem, das von Willow Garage entwickelt und von Open Robotics überwacht wird) aufgebaut sind, gibt es eine gemeinsame Grundlage für sie“, sagte er. „Und dank des Interoperabilitätsstandards von MassRobotics gibt es einen Weg in die Zukunft, bei dem alle in derselben Einrichtung koexistieren können.“

Jeder Roboter hat seine eigene Karte

„Auf Kundenseite denke ich noch größer als damals, als wir über die Interoperabilität zwischen Fahrzeugen (Robotern) sprachen“, sagte Diskussionsteilnehmer Bob Bollinger, technischer Direktor für angewandte Robotik-Innovation bei Procter &Gamble. „Ich schaue mir das gesamte Lösungspaket an, wie wir das Fahrzeug dazu bringen, in der Umgebung, mit den übergeordneten Systemen und den anderen Systemen, mit denen es eine Schnittstelle haben muss, zu funktionieren.“

Dass der Einsatz und die Integration der Roboter für die Arbeit mit Geräten in einer Fabrikhalle, einem Fertigungstechniksystem oder einem Lagerverwaltungssystem in P&G-Gebäuden teurer ist als die Roboter selbst, sagte er.

Ein weiteres Problem, das die Benutzer ärgert, ist der Roboterverkehr.

„Wenn ich einen Roboter-Bodenwäscher habe und er völlig autonom eingesetzt wird, wird er seine eigene Karte erstellen“, sagte Panel-Moderator Tom Ryden, Executive Director von MassRobotics. „Und ich habe einen Roboter von Waypoint, der Waren bewegt, und dann habe ich eine weitere Palette [Mover], sie bauen alle ihre eigenen Karten und sie verwenden ihre eigenen Karten, sie sind unabhängig. Es gibt also keine Google Map für all diese. Welche Art von Problemen verursacht das?“

Gerkey erinnerte sich an die verschiedenen Roboter bei seinem Krankenhauskunden in Singapur.

„Diese Roboter stammen von verschiedenen Anbietern, und daher bietet jeder sein eigenes Befehls- und Kontrollsystem, die Anbieter haben ihre eigenen Flottenmanagementsysteme, sie teilen keine Karten und sie sprechen überhaupt nicht miteinander ," er sagte. "Im besten Fall behandeln sie sich gegenseitig als Hindernisse, die es zu vermeiden gilt, und das war's."

Walker sagte:„Das Problem, wenn Sie nicht dieselbe Karte gemeinsam nutzen können, besteht darin, dass Sie nicht diesen gemeinsamen Bezugsrahmen haben, sodass jeder Roboter verstehen kann, was Sie meinen, wenn der Flottenmanager der obersten Ebene sagt:‚Da ist etwas am Anfang von Gang fünf,' muss jeder wissen, was Gang fünf bedeutet, damit er zu diesem Zeitpunkt keinen Roboter dorthin schickt.“

Einer der Gründe, warum die gemeinsame Kartierung so schwierig ist, ist, dass jeder Roboter seine eigene Karte über integrierte Sensoren erstellt. Die Karte hängt davon ab, wo im Weltraum sich der Sensor befindet. "Wenn es einen Fuß über dem Boden ist, sieht es ein paar Tische", sagte Walker. „Wenn es einen Meter über dem Boden ist, ist es weit offen. Dieser Unterschied gilt auf allen Ebenen.“

Eine in der Norm referenzierte Lösung ist ein gemeinsames Koordinatensystem. Wenn ein Rahmen vorhanden ist, kann die Mathematik helfen, die Daten von einem Roboter für jeden anderen Roboter zu interpretieren, solange sie einige gemeinsame Koordinaten haben. „Im Grunde stellt der Standard also einen gemeinsamen Datensatz von all diesen Plattformen bereit“, sagte Ryden. „Sie müssen nicht alle Daten haben, aber wenn Sie einige davon haben, machen Sie die Daten, die Sie haben, verfügbar, und dann kann eine übergeordnete Verwaltungssoftware geschrieben werden, um zu verstehen, welche AMRs Sie auf dem Boden haben. und dann [können] eine gemeinsame Karte oder gemeinsame Ansicht erstellen, damit sie die Bewegungen verstehen.“

AMRs kämpfen auch um Laderaum – und jeder verwendet einzigartige Ladegeräte. Die Antwort, sagte Walker, ist universelles kabelloses Laden.

„Wer auch immer zuerst [in einer Einrichtung] auftaucht, stellt alle Ladestationen auf“, sagte er. „Wer auch immer als Zweiter auftaucht, installiert das drahtlose System auf seinen Robotern, und dann können sie diese Ressourcen teilen.“

Gerkey sagte, sein Unternehmen habe auch interoperables kabelloses Laden eingeführt. „Wir arbeiten [auch] mit einem Unternehmen zusammen, das ein Aftermarket-Adapter-Kit herstellt, das jeden AMR in einen drahtlos aufladbaren verwandelt“, sagte er. „Und die Ladestation hat eine vertikale Bühne, die die Antenne auf und ab bringt, um sie an die Höhe anzupassen.“