Достижения в области робототехники: всесторонний обзор

Каковы последние разработки в области высокопроизводительных роботов большой грузоподъемности?

В настоящее время в робототехнической отрасли наблюдается значительный рост в разработке тяжелых роботов, способных перемещать впечатляющие грузы. Ярким примером этого является новый тяжелый робот ER1000-3300 от компании Estun, мировая премьера которого состоялась на выставке Automatica 2025. Этот инновационный робот может поднимать грузы до 1000 килограммов и достигать радиуса действия в 3300 миллиметров. Особенно впечатляет его точность ±0,1 миллиметра, несмотря на огромную грузоподъемность.

Технические характеристики этого робота иллюстрируют достижения в робототехнике: при весе 4850 килограммов ER1000-3300 достигает соотношения веса к полезной нагрузке менее 5, что позволяет развивать сравнительно высокие скорости от 68°/с по оси 1 до 101°/с по оси 6. Жесткая конструкция обеспечивает моменты в запястье 9000 Н·м по оси J5 и 6000 Н·м по оси J6 с допустимым моментом инерции 1800 кг/м² и 850 кг/м² соответственно.

Но Estun — не единственный производитель, внедряющий инновации в этом сегменте. Компания Kuka представила «KR Titan ultra» — еще более мощного робота, способного перемещать грузы весом до 1500 килограммов при весе всего 4,5 тонны. Этот робот обладает радиусом действия до 4200 миллиметров в сочетании с высокой грузоподъемностью и ориентирован на потребности автомобильной промышленности и поставщиков первого уровня.

Области применения этих мощных роботов разнообразны и имеют стратегическое значение. Они особенно хорошо подходят для тяжелых работ в сталелитейной и автомобильной промышленности, а также в строительной технике. Линии сборки аккумуляторов в автомобильной промышленности являются особенно важным целевым рынком, на котором компания Estun уже занимает лидирующие позиции в Китае. Модульная конструкция обеспечивает совместимость и масштабируемость между различными сериями роботов, что выгодно как производителям, так и пользователям.

Компания Estun уже имеет впечатляющий опыт в разработке роботов большой грузоподъемности. Ранее компания выпустила робота с грузоподъемностью 700 килограммов, использующего собственные динамические алгоритмы и облегченные конструктивные решения. Эти инновации позволили включить роботы Estun в каталог финансирования Министерства промышленности и информационных технологий для внедрения первых ключевых технологий.

Как человекоподобные роботы совершают революцию в мире музыки и других областях?

В последние годы разработка человекоподобных роботов достигла значительных успехов, особенно в области творческого применения. Замечательным примером является «Робот-барабанщик» — проект исследователей из Университета прикладных наук и искусств итальянской Швейцарии, Научно-исследовательского института искусственного интеллекта Далле-Молле и Миланского политехнического университета. Этот человекоподобный робот способен исполнять сложные музыкальные произведения, от джаза до метала, с точностью ритма более 90 процентов.

Особенность этого проекта заключается в инновационном методе обучения под названием «Ритмическая контактная цепочка», в котором музыка представлена ​​в виде точно синхронизированной последовательности ударов барабанов. Исследователи извлекают каналы ударных инструментов из MIDI-файлов и преобразуют их в точные синхронизирующие сигналы для робота. Благодаря обучению с подкреплением в симуляционной среде робот самостоятельно разработал человекоподобные приемы, такие как скрещивание рук, динамическая смена барабанных палочек и оптимизация движений по всей ударной установке.

В тестах использовался робот-гуманоид Unitree G1 высотой 1,20 метра и весом около 35 килограммов, стоимостью 16 000 долларов США. G1 имеет 23 степени свободы, а в продвинутых версиях может достигать 43 степеней свободы, что обеспечивает ему гибкость для сложных движений. Репертуар робота-барабанщика охватывает широкий спектр музыкальных жанров – от джазовой классики Дэйва Брубека «Take Five» и «Living on a Prayer» группы Bon Jovi до «In the End» группы Linkin Park.

Еще один интересный пример — ZRob, робот-барабанщик из Университета Осло, обладающий гибким «запястьем», которое, подобно человеческому запястью, позволяет более свободно держать барабанные палочки. Этот робот может слушать себя во время игры на барабанах и использует обучение с подкреплением для улучшения своих результатов. Исследователи утверждают, что люди часто используют движения собственного тела, чтобы добавить особую выразительность своей игре на инструменте.

Но и другие производители пробовали свои силы в создании музыкальных роботов. Робот CyberOne от Xiaomi умеет играть на барабанах и, по словам производителя, автоматически преобразует MIDI-трек в барабанные ритмы. Робот имеет 13 суставов, а последовательность его движений синхронизирована с музыкой.

Однако человекоподобные роботы не ограничиваются применением в музыке. Концепция человекоподобных роботов простирается гораздо дальше: они должны стать универсальными инструментами, способными самостоятельно загружать посудомоечную машину и одинаково хорошо работать в других местах на сборочной линии. Промышленные производители сосредотачиваются на человекоподобных роботах, специально разработанных для выполнения промышленных задач.

Следующий этап разработки — перенос полученных в ходе моделирования навыков на реальное оборудование. Исследователи также работают над обучением робота навыкам импровизации, чтобы он мог реагировать на музыкальные сигналы в реальном времени. Это позволит роботу-барабанщику «чувствовать» музыку и реагировать на неё подобно человеку-барабанщику.

Какие специализированные роботы совершают революцию в сельском хозяйстве?

Ярким примером специализированных роботов в сельском хозяйстве является SHIVAA, робот, разработанный Немецким исследовательским центром искусственного интеллекта для полностью автономной уборки клубники в открытых полях. Этот инновационный робот впечатляюще демонстрирует, как искусственный интеллект и робототехника могут работать вместе, чтобы произвести революцию в сельскохозяйственных процессах.

Робот SHIVAA был специально разработан для использования в открытых полях, где естественная посадка клубники обеспечивает экологически чистый конечный продукт. Расположенный на краю поля, робот с помощью 3D-камеры автономно распознает структуру поля и перемещается к первому ряду растений. Оказавшись там, дополнительные камеры, которые также обрабатывают невидимый свет, определяют положение и степень зрелости клубники.

Сам процесс сбора урожая отличается поразительной точностью: два захвата берут спелые ягоды с растений под роботом. Подобно человеку, пальцы захвата обхватывают клубнику и отделяют её от растения вращательным движением. Затем роботизированная рука вместе с захватом быстро перемещается к ящику наверху и помещает клубнику внутрь.

Показатели производительности SHIVAA весьма впечатляют: робот способен собирать примерно 15 килограммов фруктов в час и работать непрерывно не менее восьми часов. Такая производительность делает его ценным активом для фермерских хозяйств, сталкивающихся с ростом затрат на рабочую силу и ее нехваткой.

Особое преимущество SHIVAA — это возможность работы в ночное время. Постоянное искусственное освещение создает еще более благоприятные условия для алгоритмов обработки изображений робота. Кроме того, робот может собирать фрукты вместе с людьми, что позволяет органично интегрировать его в производственную среду.

Система разрабатывается в сотрудничестве с Гамбургским университетом прикладных наук и в настоящее время проходит тестирование на клубничной ферме Glantz в Хоэн-Вишендорфе, провинция Мекленбург-Передняя Померания. Ян ван Леувен, управляющий фермой Glantz, рад участвовать в проекте, учитывая растущее экономическое давление, поскольку затраты на рабочую силу составляют примерно 60 процентов от производственных затрат.

По словам руководителя проекта Хайнера Петерса, до начала массового производства робота потребуется еще несколько лет разработки. Может потребоваться до семи лет, прежде чем продукт можно будет использовать в больших количествах на полях. Однако SHIVAA — не первый полностью автономный робот, разработанный для помощи в сборе клубники. От аналогичных систем, работающих преимущественно в теплицах, его отличает особая конструкция, предназначенная для выращивания в открытом грунте.

В будущем эту технологию можно будет применять и для сбора урожая других видов фруктов. Питерс надеется, что роботы позволят снизить производственные затраты настолько, что клубника снова будет продаваться в супермаркетах по более низким ценам, что позволит отечественным фермам конкурировать с импортом за счет более эффективного производства.

По словам разработчиков, технология не предназначена для замены людей-работников, а скорее для поддержки и облегчения их рабочей нагрузки. Фермерские хозяйства могли бы использовать роботов для предотвращения потерь урожая и поддержания качества фруктов.

Как коллаборативная робототехника меняет взаимодействие между людьми и машинами?

Коллаборативная робототехника, также известная как коботы, представляет собой кардинальный сдвиг в том, как люди и роботы работают вместе. В отличие от традиционных промышленных роботов, которые должны работать за защитными барьерами, коллаборативные роботы специально разработаны для безопасного и эффективного взаимодействия с людьми в общей рабочей среде.

Существуют разные уровни взаимодействия человека и робота, от полной автоматизации до подлинного сотрудничества. При полной автоматизации люди и роботы работают в отдельных рабочих зонах, пространственно разделенных защитным ограждением. При сосуществовании это ограждение убирается, но люди и роботы по-прежнему работают раздельно в своих рабочих зонах.

При совместной работе люди и роботы делят общее рабочее пространство и работают последовательно, один за другим, но, как правило, не соприкасаются. Высший уровень — это сотрудничество человека и робота, где контакт между людьми и роботами возможен и иногда явно необходим, поскольку они обычно работают вместе одновременно.

Коботы используют датчики, камеры и искусственный интеллект для управления своими движениями и обеспечения безопасности людей. Они могут помочь в выполнении повторяющихся, утомительных и точных задач, позволяя сотрудникам-людям сосредоточиться на более сложных и творческих видах деятельности. По сути, коботы могут выполнять множество различных задач, таких как захват, подъем и размещение деталей, сборка, а также сварка, склеивание, сверление, фрезерование, шлифовка и полировка.

Особенно интересный пример практического применения можно найти в компании LAT Group, работающей во всех аспектах железнодорожной инфраструктуры, от технологий безопасности до электроснабжения железных дорог и обслуживания общественного транспорта. Компания использует робота-собаку по кличке Спот, оснащенного датчиками, которая автономно определяет поврежденные кабели, например, в тоннелях метро. При широком использовании это в идеале могло бы сэкономить более 500 миллионов евро в год.

В ближайшие годы области применения коллаборативной робототехники значительно расширятся. Феликс Штромайер, руководитель исследовательской группы «Интернет вещей» в Зальцбургском исследовательском центре, убежден, что коллаборативные роботы будут использоваться не только на заводах, но и за их пределами в течение следующих десяти лет: «Они появятся на строительных площадках и в других областях применения. В дорожном строительстве и сельском хозяйстве уже существуют продукты, которые работают совместно или, по крайней мере, управляются автоматически».

В рамках проекта CONCERT разрабатывается новый тип коллаборативных роботов, способных безопасно работать бок о бок с людьми. Эти роботы будут обладать большей прочностью, чем люди, автономными возможностями и коллективным интеллектом. Сотрудничество между роботом и пользователем будет обеспечиваться с помощью современных интерфейсов и интерактивных инструментов.

Роботы CONCERT смогут собирать информацию из окружающей среды и выполнять инструкции более высокого уровня, например, для задач с дистанционным управлением, где они автономно адаптируются к окружающей обстановке. Дистанционное управление будет играть особенно важную роль при выполнении сложных строительных работ, таких как нанесение химикатов, обеспечивая при этом безопасность оператора.

Традиционно роботы рассматривались как замена человеческому труду. Однако коллаборативные роботы (коботы) придерживаются иного подхода, фокусируясь на сотрудничестве. Эти роботы разработаны для работы бок о бок с людьми, оказывая им поддержку в задачах и процессах, где человеческие навыки незаменимы.

Внедрение роботов существенно меняет динамику на рабочем месте. Вместо того чтобы заменять людей, коллаборативные роботы берут на себя рутинные и опасные задачи, позволяя сотрудникам сосредоточиться на более сложных работах, требующих креативности, эмпатии и умения принимать решения. Это открывает возможности для переосмысления должностных обязанностей и перехода к работе, ориентированной на создание ценности.

Одним из наиболее значительных преимуществ сотрудничества человека и робота является повышение общей эффективности. Коботы запрограммированы на выполнение задач с точностью и скоростью, ускоряя производственные процессы. Это позволяет людям сосредоточиться на задачах, требующих творчества и человеческого интеллекта, тем самым повышая общую производительность команды.

Цель сотрудничества человека и робота состоит в том, чтобы объединить сильные стороны человека — ловкость, гибкость и адаптивность — с сильными сторонами робота — мощностью и выносливостью — для создания процессов, которые были бы одновременно гибкими и продуктивными. Для обеспечения безопасности коллаборативные роботы оснащаются внутренними датчиками, которые обнаруживают столкновения, останавливают робота и, таким образом, исключают риски для людей.

Несмотря на постоянное развитие автоматизации и искусственного интеллекта, человеческий фактор остается ценным активом. Коботы не могут конкурировать с эмпатией, эмоциональным интеллектом и человеческой интуицией, которые имеют решающее значение в некоторых профессиях. Взаимодействие человеческих качеств и возможностей роботов создает синергетическую рабочую среду, объединяющую лучшие стороны обоих миров.

Компания Xpert.Digital обладает глубокими знаниями в различных отраслях. Это позволяет нам разрабатывать индивидуальные стратегии, точно соответствующие требованиям и задачам вашего конкретного сегмента рынка. Благодаря постоянному анализу рыночных тенденций и мониторингу отраслевых разработок мы можем действовать на опережение и предлагать инновационные решения. Сочетание опыта и экспертных знаний создает добавленную стоимость и обеспечивает нашим клиентам решающее конкурентное преимущество.

Более подробная информация здесь:

• Воспользуйтесь преимуществами 5 областей экспертизы Xpert.Digital в одном пакете – всего от 500 евро в месяц

Какова роль искусственного интеллекта в современных роботизированных системах?

Искусственный интеллект стал незаменимым компонентом современных роботизированных систем, революционизируя способы обучения, принятия решений и взаимодействия роботов с окружающей средой. Использование технологий ИИ в робототехнике постоянно растет, открывая совершенно новые возможности для автономных и интеллектуальных машин.

Машинное обучение — одна из важнейших технологий искусственного интеллекта в робототехнике. Робот учится распознавать закономерности и делать прогнозы на основе данных и опыта. Такие алгоритмы, как обучение с учителем, обучение без учителя и обучение с подкреплением, позволяют роботам распознавать объекты, понимать речь и имитировать движения человека.

Особенно впечатляет развитие генеративного ИИ, который позволяет роботам учиться в процессе тренировки и создавать что-то новое на основе полученных знаний. Производители роботов разрабатывают интерфейсы на основе генеративного ИИ, чтобы сделать программирование роботов более интуитивным: пользователи программируют на естественном языке, а не с помощью кода. Это устраняет необходимость в специальных навыках программирования для выбора и настройки желаемых действий робота.

Другой пример — предиктивный искусственный интеллект, который анализирует данные о производительности роботов, чтобы определить будущее состояние оборудования. Предиктивное техническое обслуживание позволяет производителям экономить на затратах, связанных с простоями оборудования. В автомобильной промышленности каждый час незапланированного простоя, по оценкам, обходится в 1,3 миллиона долларов.

Нейронные сети — это модели искусственного интеллекта, основанные на структуре и функциях человеческого мозга. Они состоят из взаимосвязанных искусственных нейронов и способны решать сложные задачи распознавания образов. Нейронные сети используются в робототехнике для улучшения визуального восприятия, обработки речи и принятия решений.

Компьютерное зрение — еще одна важнейшая технология искусственного интеллекта, которая позволяет роботам интерпретировать и понимать визуальную информацию из изображений или видео. Используя алгоритмы ИИ, роботы могут распознавать, отслеживать и интерпретировать объекты, лица, жесты и другие визуальные особенности. Это позволяет им ориентироваться в окружающей среде, выполнять задачи и взаимодействовать с объектами и людьми.

Карлсруэский технологический институт совместно с партнерами разработал инновационные методы совместного обучения, позволяющие роботам из разных компаний, расположенных в разных местах, учиться друг у друга. Благодаря так называемому федеративному обучению, данные для обучения с нескольких станций, заводов или даже компаний могут использоваться без требования от участников раскрытия конфиденциальной информации компании.

В рамках проекта FLAIROP не осуществлялся обмен данными, такими как изображения или точки захвата; вместо этого на центральный сервер передавались только локальные параметры нейронных сетей — высокоабстрагированные знания. Там собирались и объединялись веса со всех станций с использованием различных алгоритмов. Затем улучшенная версия развертывалась обратно на станциях и дополнительно обучалась на локальных данных.

Развитие физического ИИ знаменует собой еще одну важную веху. Производители роботов и микросхем, такие как Nvidia, в настоящее время инвестируют в разработку специализированного оборудования и программного обеспечения, имитирующего реальные условия, что позволяет роботам обучаться в таких виртуальных средах. Полученный таким образом опыт заменяет традиционное программирование.

Аналитический ИИ позволяет обрабатывать и анализировать большие объемы данных, собираемых датчиками роботов. Это помогает реагировать на непредвиденные ситуации или меняющиеся условия в общественных местах или во время производства. Роботы, оснащенные системами обработки изображений, анализируют этапы своей работы, чтобы распознавать закономерности и оптимизировать рабочие процессы.

Обработка естественного языка (NLP) позволяет роботам понимать, интерпретировать и реагировать на естественный язык. Модели искусственного интеллекта используются для анализа голосового ввода пользователя, ответов на вопросы, ведения диалогов и генерации текста. NLP позволяет взаимодействовать с роботами посредством устной или письменной речи.

Обучение с подкреплением — это форма машинного обучения, при которой робот получает положительное подкрепление за выполнение определенного действия и отрицательное подкрепление за выполнение нежелательного действия. Робот учится методом проб и ошибок выбирать оптимальные действия в конкретных ситуациях, тем самым обучаясь сложным движениям или навигации в динамичной среде.

Алгоритмы машинного обучения также могут использоваться для анализа данных, получаемых от нескольких роботов, работающих одновременно, и для оптимизации процессов на основе этого анализа. В целом, чем больше данных получает алгоритм машинного обучения, тем лучше его производительность.

Как развивается рынок автономных мобильных роботов?

Рынок автономных мобильных роботов в настоящее время демонстрирует исключительный рост и считается одним из наиболее динамичных секторов робототехнической отрасли. Объем мирового рынка автономных мобильных роботов в 2024 году оценивался в 2,8 млрд долларов США и, согласно прогнозам, будет расти со среднегодовым темпом роста в 17,6% в период с 2025 по 2034 год.

Устойчивый рост электронной коммерции и многоканальной розничной торговли значительно стимулировал использование автоматизированных систем хранения и поиска (AS/RS) для сортировки, транспортировки, сборки и управления запасами. По данным Международной торговой администрации, прогнозируется, что к 2027 году объем мирового рынка электронной коммерции B2C достигнет 5,5 триллионов долларов США, что соответствует среднегодовому темпу роста (CAGR) в 14,4 процента. Этот рост напрямую стимулирует спрос на системы ASR в складском хозяйстве и логистике.

Автономная навигация обеспечивает максимальную гибкость в планировании маршрутов и картографировании в мобильной робототехнике. Используя менеджер флота, компании могут отслеживать автономную транспортировку материалов и анализировать собранные производственные данные. Системы AMR доступны в широком диапазоне конфигураций, таких как тележки-транспортеры, версии для чистых помещений, модели с защитой от электростатического разряда, а также с индивидуально разработанными надстройками и дополнительными системами.

Робот используется в производстве электроники, на производственных предприятиях, в логистических центрах, автомобильной промышленности, фармацевтической промышленности и медицинской технике. На выставке Automatica 2025 компания Omron представила нового мобильного робота «OL-450S», автономного мобильного робота, специально разработанного для транспортировки тележек и стеллажей. Его встроенная функция подъема позволяет гибко осуществлять перемещение материалов без необходимости внесения каких-либо изменений в существующую инфраструктуру.

Компания Node Robotics представляет Node.OS — интеллектуальную программную платформу, позволяющую автономным мобильным роботам и беспилотным транспортным системам эффективно и согласованно взаимодействовать. Платформа обеспечивает точную локализацию и навигацию, интеллектуальное планирование маршрутов и масштабируемое управление парком техники, а также легко интегрируется с существующими системами автоматизации.

Благодаря своей аппаратно-независимой архитектуре, программное обеспечение обеспечивает гибкую интеграцию различных моделей роботов и сенсорных систем. Новый менеджер трафика оптимизирует эффективность, координацию и использование роботизированных парков, а также обеспечивает более плавный поток материалов в сложных промышленных условиях.

Компания DS Automotion представляет Amy — компактного и экономичного автономного мобильного робота, предназначенного для транспортировки небольших грузов весом до 25 килограммов. Робот отличается простотой использования и высокой гибкостью. Благодаря концепции перемещения с активным подъемным столом, источники и приемники могут быть реализованы в виде пассивных станций, что значительно упрощает экономичное внедрение и масштабирование даже в существующих системах.

Будущее технологии автономных мобильных роботов (AMR) будет в значительной степени определяться дальнейшим развитием искусственного интеллекта для улучшения навигации, распознавания объектов и принятия решений. Усовершенствованные сенсорные технологии, включая более сложные системы LiDAR и 3D-камеры, позволят AMR получать более полное и точное представление об окружающей среде.

Постоянное совершенствование аккумуляторных технологий приведет к увеличению времени работы и ускорению зарядки, что повысит практичность и эффективность развертывания автономных мобильных роботов (AMR). Растущее внедрение программного обеспечения для управления автопарком и облачных платформ позволит улучшить координацию, мониторинг и оптимизацию крупномасштабных операций с AMR.

Ожидается, что появление мобильных коллаборативных роботов, сочетающих в себе мобильность автономных мобильных роботов (AMR) с возможностями сотрудничества, характерными для коллаборативных роботов, откроет новые возможности в таких областях, как электроника и производство аккумуляторов. Робот Amy от DS Automotion может работать полностью автономно или следовать по виртуальной полосе движения, избегая при необходимости неожиданных препятствий.

Глобальный рынок автономных мобильных роботов (AMR) переживает стремительный рост. Согласно текущим оценкам, к 2024 году рынок достигнет значительных размеров и продолжит экспоненциально расти в ближайшие годы. Производителям автономных мобильных роботов необходимо разрабатывать сложные AMR, предназначенные для складского хранения в электронной коммерции, в частности, для сортировки, транспортировки и управления запасами.

Какое влияние робототехника окажет на рынок труда?

Влияние робототехники на рынок труда оказалось сложнее, чем предполагалось изначально, и значительно отличается от мрачных прогнозов, распространенных несколько лет назад. Комплексное исследование, проведенное учеными из Института исследований занятости, Мангеймского университета и Дюссельдорфского университета, показывает, что, хотя в период с 1994 по 2014 год в немецкой промышленности было потеряно 275 000 рабочих мест из-за использования роботов, это произошло не из-за увольнений, а скорее из-за сокращения найма молодых людей.

В то же время, в секторе услуг было создано столько же новых рабочих мест, так что в целом количество рабочих мест практически не изменилось. Это резко контрастирует с ситуацией в США, где промышленные рабочие массово потеряли работу из-за автоматизации, хотя немецкая экономика использует значительно больше роботов, чем американская промышленность, если судить по численности сотрудников.

В Германии в этом процессе решающую роль играют профсоюзы. Им удалось сохранить рабочие места в промышленности, но в то же время у них было мало рычагов влияния для обеспечения повышения заработной платы менее квалифицированным работникам. Значительная часть сотрудников зарабатывает меньше из-за автоматизации. Больше всего от этого страдают работники со средней квалификацией, такие как квалифицированные рабочие, чья работа предполагает широкое использование роботов.

Главными бенефициарами являются высококвалифицированные специалисты и компании, которым удалось преобразовать повышение производительности в увеличение прибыли. Этот вывод подтверждается исследованием Центра европейских экономических исследований в Мангейме, который обнаружил, что, хотя использование технологий автоматизации, как правило, приводит к потере рабочих мест, одновременно создаются новые рабочие места, компенсирующие утраченные позиции.

Исследователи из ZEW (Центр европейских экономических исследований) пришли к выводу, что автоматизация создаст 560 000 новых рабочих мест в период с 2016 по 2021 год. Наибольшую выгоду получат секторы энергетики и водоснабжения, где рост числа рабочих мест составит 3,3 процента. Положительные тенденции также наблюдаются в электронной и автомобильной промышленности, где рост составил 3,2 процента. В других секторах обрабатывающей промышленности прогнозируемый прирост рабочих мест еще выше — 4 процента.

Однако критическая ситуация сложилась в строительной отрасли, где, по прогнозам, будет потеряно около 4,9% рабочих мест. Секторы образования, здравоохранения и социальных услуг также могут потерять работников из-за автоматизации. Тем не менее, общий баланс положительный, поскольку новых рабочих мест создается больше, чем теряется.

Ключевым фактором автоматизации является нехватка квалифицированных рабочих. В опросе, проведенном компанией Automatica Trendindex, 75 процентов респондентов ожидают, что робототехника предложит решение этой проблемы. Подавляющее большинство работников в Германии считают, что роботы на заводах обеспечат конкурентоспособность страны. Около трех четвертей опрошенных ожидают, что роботы помогут укрепить конкурентоспособность и сохранить промышленное производство внутри Германии.

Индекс трендов показывает особенно высокий уровень одобрения вопроса о том, улучшат ли робототехника и автоматизация будущее труда: подавляющее большинство хочет делегировать роботам грязные, скучные и опасные задачи на заводе. 85 процентов считают, что роботы снизят риск травм при выполнении опасных работ, а 84 процента видят в роботах важное решение для обработки критически важных материалов.

В обрабатывающей промышленности многие рабочие места уже заменены роботами, но это также привело к созданию новых рабочих мест в таких областях, как программирование и обслуживание роботов. Роботы и искусственный интеллект также все чаще используются в других секторах, таких как розничная торговля и здравоохранение.

В будущем сотрудничество между людьми и машинами будет приобретать все большее значение. Хотя некоторые задачи будут выполняться машинами, другие виды деятельности по-прежнему будут требовать участия людей. Вместо того чтобы заменять работников-людей, роботы возьмут на себя повторяющиеся и опасные задачи, позволяя сотрудникам сосредоточиться на более сложных задачах, требующих творчества, эмпатии и принятия решений.

Терри Грегори из Института экономики труда IZA не верит, что роботы полностью заменят людей во многих профессиях. Он утверждает, что компьютеры создают больше рабочих мест, чем уничтожают. Однако все сходятся в одном: работа изменится. Некоторые рабочие места исчезнут, роботы станут коллегами, и мы сможем забыть о том, чтобы сидеть за одним и тем же столом сорок лет.

Институт исследований занятости исходит из предположения, что количество созданных новых рабочих мест будет равно количеству потерянных. Эксперты Кёльнского института экономических исследований прогнозируют, что нам не стоит бояться роботов. Они не отнимут у нас все рабочие места.

В эпоху, когда цифровое присутствие компании определяет ее успех, задача состоит в создании аутентичного, персонализированного и широкомасштабного присутствия. Xpert.Digital предлагает инновационное решение, позиционирующее себя как сочетание отраслевого центра, блога и представителя бренда. Оно объединяет преимущества коммуникационных и торговых каналов на единой платформе и позволяет публиковать контент на 18 языках. Сотрудничество с партнерскими порталами и возможность публикации статей в Google News, а также рассылка для прессы, насчитывающая около 8000 журналистов и читателей, максимизируют охват и видимость контента. Это является решающим фактором во внешних продажах и маркетинге (SMarketing).

Более подробная информация здесь:

• Аутентичный. Индивидуальный. Глобальный: эксперт. Цифровая стратегия для вашей компании

Каким образом роботы способствуют устойчивому развитию и защите окружающей среды?

Роботы играют все более важную роль в содействии устойчивому развитию и защите окружающей среды, и их возможности выходят далеко за рамки традиционного представления о промышленных машинах. Мобильные роботы по своей природе экологичны и предлагают экологически безопасные решения, которые революционизируют производственные процессы.

Одна из ключевых причин, по которой роботы могут сделать производство более экологичным, — это их способность снижать энергозатраты. Современные промышленные роботы ускоряют и оптимизируют производственные процессы, что приводит к значительному повышению энергоэффективности. Поскольку роботы работают непрерывно и часто выполняют несколько задач одновременно, а также не требуют освещения, отопления или постоянного мониторинга, они экономят дополнительную энергию.

Мобильные роботы разработаны для оптимизации энергопотребления, часто с использованием перезаряжаемых батарей и эффективных алгоритмов движения. По сравнению с традиционным ручным трудом или стационарными автоматизированными системами, они потребляют меньше энергии и, следовательно, способствуют сокращению выбросов CO2.

Автоматизируя такие задачи, как транспортировка и обработка материалов, мобильные роботы оптимизируют использование ресурсов. Они упрощают процессы, минимизируют отходы и сокращают потребность в избыточных материалах, тем самым способствуя общему сохранению ресурсов. Еще одним убедительным аргументом в пользу устойчивого использования роботов является сокращение потребления материалов и производственных отходов.

Промышленные роботы работают с высочайшей точностью, снижая количество ошибок. Кроме того, использование современных робототехнических технологий позволяет оптимизировать планирование материалов, значительно сокращая производственные отходы. Это означает, что расходуется меньше таких материалов, как клеи или краски.

Мобильные роботы работают бесшумно и выделяют минимальное количество загрязняющих веществ, что делает их экологически чистой альтернативой традиционным промышленным машинам. Их электрические приводные системы производят меньше выбросов, тем самым способствуя снижению загрязнения воздуха и шума в промышленных условиях.

Международная федерация робототехники обсудила, как роботы могут помочь в достижении тринадцати из 17 Целей устойчивого развития ООН. Для Цели 7, касающейся доступа к доступной, надежной и устойчивой энергии, «зеленые» технологии могут быть запущены в массовое производство с использованием промышленных роботов. Они обеспечивают необходимую точность и гарантируют оптимизированное использование ресурсов.

Роботы используются, например, в солнечной энергетике, производстве аккумуляторов и даже при демонтаже атомных электростанций. В соответствии с ЦУР 9, направленной на развитие устойчивой инфраструктуры и содействие устойчивой индустриализации, бывшие в употреблении или арендованные роботы представляют собой экономически выгодную отправную точку для автоматизации. Кроме того, повторное использование роботов является экологически чистым решением.

Роботы также повышают эффективность производства, что приводит к уменьшению отходов и, в свою очередь, к большей экологичности. Однако Цели устойчивого развития ООН также касаются здоровья человека – роботы могут выполнять опасные или трудоемкие задачи, в то время как мы выполняем более ценные виды деятельности, требующие человеческих сильных сторон, таких как креативность.

Что касается ЦУР 12, касающейся устойчивых моделей потребления и производства, стоит отметить, что роботы, благодаря своей высокой точности и повторяемости, обеспечивают стабильные процессы с минимальными отходами. Это также приводит к снижению энергопотребления, особенно с учетом того, что в робототехнику все чаще интегрируются энергосберегающие технологии.

Компания KUKA постоянно работает над решениями по снижению энергопотребления своих роботов. Ключевым направлением в разработке новых продуктов является обтекаемая, но при этом надежная конструкция. Снижение энергопотребления роботов приводит к уменьшению выбросов CO₂ в процессе производства и снижению эксплуатационных расходов.

Роботы также играют важную роль в развитии возобновляемой энергетики, управлении отходами и экологическом мониторинге. В сельском хозяйстве они обеспечивают точное орошение и внесение удобрений, сокращая потребление ресурсов и минимизируя воздействие на окружающую среду. В сфере управления отходами их можно использовать для автоматизации процессов переработки и содействия развитию экономики замкнутого цикла.

Роботы также оказывают ценные услуги в области мониторинга окружающей среды и ликвидации последствий стихийных бедствий, исследуя опасные зоны и собирая важные данные. Устойчивые решения в области автоматизации учитывают весь жизненный цикл продуктов и систем, от проектирования и производства до эксплуатации и утилизации.

Энергоэффективность самих роботов также постоянно повышается, и внедряются различные меры для дальнейшего снижения потребления электроэнергии. В целом, становится ясно, что робототехника может сыграть ключевую роль в переработке материалов, повышении эффективности использования ресурсов и реализации Целей устойчивого развития ООН.

Какие стандарты и нормы безопасности применяются к современным роботизированным системам?

Безопасность в робототехнике обеспечивается сложной системой норм и стандартов, которые постоянно адаптируются к технологическому развитию. Серия стандартов EN ISO 10218 «Робототехника – Требования безопасности» составляет основу для практически применимых требований безопасности.

Новые редакции ISO 10218-1:2025 и ISO 10218-2:2025 были опубликованы в феврале 2025 года и заменяют предыдущие версии 2011 года. Эти стандарты определяют требования безопасности для промышленных роботов в Части 1 и для роботизированных систем, роботизированных приложений и интеграции роботизированных ячеек в Части 2. ISO 10218-1 рассматривает робота как неполную машину и в первую очередь касается производителей промышленных роботов и коллаборативных роботов.

Вторая часть, 10218-2, охватывает комплектные машины и системы со встроенными роботами и актуальна для всех, кто интегрирует промышленных роботов в комплексные решения, например, для производителей машин или системных интеграторов. Обе части, как гармонизированные стандарты, обеспечивают презумпцию соответствия основным требованиям охраны труда и техники безопасности Директивы 2006/42/EC о машиностроении.

Пересмотр стандарта EN ISO 10218 ведется уже почти пять лет с важной целью сохранения его статуса гармонизированного стандарта. Это очень важно для ЕС, хотя и не является строго необходимым для двух третей мира. Тем не менее, все производители роботов и многие интеграторы стремятся сохранить этот статус.

Обновление и адаптация были безусловно необходимы и предсказуемы, поскольку использование промышленных роботов с 2012 года увеличилось почти вдвое: сегодня в эксплуатации находится около 3,5 миллионов таких роботов. В последние годы также появились дополнительные рыночные требования в отношении кибербезопасности и коллаборативной робототехники.

Текущие угрозы и связанные с ними проблемы, такие как Закон ЕС о кибербезопасности, а также позиция правительства США в отношении критической инфраструктуры, оказывают влияние на стандарт ISO 10218-1. Угроза кибератаки является одним из факторов, влияющих на разработку стандарта.

В стандартах EN ISO 10218, части 1 и 2, а также в ISO/TS 15066 «Роботы и роботизированные устройства – Коллаборативные роботы» подробно описаны четыре основных принципа безопасности для взаимодействия человека и робота. Во всех случаях взаимодействия человека и робота необходимо устранять опасности для людей с помощью мер безопасности.

Для обеспечения безопасности людей в случае отказа системы необходимо внедрять меры контроля для соблюдения предельных значений с использованием безопасных технологий. Термин «безопасная технология» описан в стандарте EN ISO 13849-1 с использованием категорий и уровней производительности, которые должны применяться ко всем компонентам, связанным с безопасностью.

В стандарте по безопасности роботов EN ISO 10218-1 категория функций безопасности контроллера робота устанавливается на «3», а уровень производительности — на «d», если оценка риска не указывает на более высокое или низкое значение. На основе оценки риска определяются применимые требования по охране труда и технике безопасности и принимаются соответствующие меры.

Директива Европейского парламента 2006/42/EC о машиностроении устанавливает единый уровень безопасности и охраны здоровья для машин, поступающих на рынок в пределах Европейской экономической зоны. Каждое государство-член ЕС должно имплементировать Директиву о машиностроении в национальное законодательство. В Германии это делается посредством Закона о безопасности продукции.

Поскольку европейские гармонизированные стандарты часто основаны на международных стандартах ISO или IEC или являются их прямым заимствованием, следование этим стандартам при проектировании роботов, а также при разработке приложений имеет то преимущество, что соответствующие требованиям решения могут быть предложены даже за пределами Европы.

Начинающим специалистам в области робототехники важно ознакомиться с соответствующими стандартами и правилами, призванными предотвратить несчастные случаи на производстве при работе с роботами и роботизированными системами. Примерами таких стандартов являются ISO 10218, части 1 и 2, основной стандарт безопасности для промышленных роботов, и ISO/TS 15066.

По данным Немецкого института социального страхования от несчастных случаев на производстве для деревообрабатывающей и металлургической промышленности (BGHM), более трех четвертей всех серьезных несчастных случаев на производстве с участием промышленных роботов происходят, например, во время поиска и устранения неисправностей. Этим несчастным случаям обычно предшествует сбой в производстве, например, заклинивание деталей или загрязнение датчиков. Иногда работники пытаются войти в опасную зону до того, как система будет должным образом отключена, чтобы устранить проблему.

Тем временем высокопроизводительные системы камер, способные ограничивать движения роботов, создают безопасные рабочие места, защищая сотрудников от несчастных случаев в критические моменты. Кроме того, технологии безопасности роботизированных систем постоянно совершенствуются. Дистанционная диагностика уже успешно применяется.

Правила и нормы постоянно адаптируются к меняющимся технологиям. Для обеспечения безопасной работы коллаборативные роботы оснащаются внутренними датчиками, которые обнаруживают столкновения, останавливают робота и, таким образом, устраняют опасность для людей. Это является необходимым условием для того, чтобы роботов можно было выводить из защитных кожухов и работать непосредственно рядом с людьми без защитных барьеров.

Какие будущие тенденции будут определять развитие робототехники до 2030 года?

Робототехническая отрасль переживает революционные преобразования, обусловленные рядом ключевых тенденций до 2030 года. Прогнозируется, что мировой рынок робототехники будет расти более чем на 20 процентов в год до 2030 года, достигнув объема, превышающего 180 миллиардов долларов. Этот рост обусловлен достижениями в области искусственного интеллекта и его интеграцией в робототехнические технологии.

Международная федерация робототехники выделила пять ключевых тенденций на 2025 год, которые будут определять будущее: искусственный интеллект, человекоподобные роботы, устойчивое развитие, новые сферы бизнеса и борьба с нехваткой рабочей силы. Рыночная стоимость установленных промышленных роботов достигла исторического максимума в 16,5 миллиардов долларов США по всему миру.

Искусственный интеллект развивается в трех измерениях: физическом, аналитическом и генеративном. Ожидается, что технологии моделирования роботов на основе ИИ получат широкое распространение как в типичных промышленных условиях, так и в сфере сервисной робототехники. Производители роботов и микросхем инвестируют в разработку специализированного оборудования и программного обеспечения, имитирующего реальные условия, что позволит роботам обучаться в таких виртуальных средах.

Подобные проекты генеративного ИИ направлены на создание «момента ChatGPT» для робототехники, то есть «физического ИИ». Аналитический ИИ позволяет обрабатывать и анализировать большие объемы данных, собранных датчиками роботов. Это помогает реагировать на непредвиденные ситуации или меняющиеся условия.

Гуманоидные роботы привлекают значительное внимание средств массовой информации и призваны стать универсальными инструментами, способными самостоятельно загружать посудомоечные машины и работать в других местах на сборочных линиях. Эксперты прогнозируют, что к 2050 году в мире будет использоваться более 4 миллиардов роботов по сравнению с 350 миллионами в 2024 году.

Наибольший рост наблюдается в сегментах человекоподобных роботов, роботов для ухода и доставки. В частности, человекоподобные роботы обладают огромным потенциалом, поскольку их человекоподобная форма и мобильность делают их универсальными. Промышленные производители сосредотачиваются на человекоподобных роботах, специально разработанных для выполнения промышленных задач.

Устойчивое развитие становится все более важным фактором в развитии робототехники. Роботы могут помочь достичь тринадцати из 17 Целей устойчивого развития ООН. Они способствуют сокращению потребления энергии, отходов материалов и выбросов.

В связи с изменением потребительских предпочтений и социальных тенденций, которые ускоряют потребность в передовых роботизированных решениях, открываются новые возможности для бизнеса. Потребительский спрос на более быструю доставку персонализированной продукции приведет к расширению возможностей робототехники в сфере персонализации производства и логистики.

Широко известно, что существует нехватка квалифицированных кадров, особенно в ведущих промышленно развитых странах. Роботы могут сыграть здесь важную роль, взяв на себя задачи, для выполнения которых не хватает человеческих ресурсов. 75 процентов опрошенных в Германии считают, что робототехника может стать решением проблемы нехватки квалифицированных кадров.

По прогнозам, мировой рынок сервисных роботов вырастет с 26,35 млрд долларов США в 2025 году до 90,09 млрд долларов США к 2032 году. Ожидается, что промышленный и коммерческий сегмент укрепит свои позиции и продемонстрирует значительный рост в течение прогнозируемого периода.

Индустрия 5.0 уделяет больше внимания сотрудничеству между людьми и машинами. Коллаборативные роботы, тесно взаимодействующие с людьми в производственных условиях, являются ключевым элементом этой новой революции. Достижения в области искусственного интеллекта сделали коллаборативных роботов более мощными и универсальными.

Основное внимание уделяется дальнейшей оптимизации систем Индустрии 4.0 и более эффективной интеграции данных по всей цепочке поставок. Компании, использующие современное программное обеспечение для технического обслуживания, могут сделать свои производственные процессы еще более устойчивыми и гибкими.

По прогнозам, объем мирового рынка автономных мобильных роботов будет расти со среднегодовым темпом роста (CAGR) в 17,6% в период с 2025 по 2034 год. Появление мобильных коллаборативных роботов, сочетающих в себе мобильность автономных мобильных роботов с возможностями сотрудничества коллаборативных роботов, откроет новые возможности применения в таких областях, как электроника и производство аккумуляторов.

Прогнозируемый объем продаж промышленных и логистических роботов к 2030 году составит около 80 миллиардов долларов США, а доля рынка профессиональных сервисных роботов, как ожидается, достигнет 170 миллиардов долларов США. Этот рост ускоряется за счет изменения потребительских предпочтений и социальных тенденций, которые стимулируют спрос на передовые роботизированные решения.

☑️ Поддержка малых и средних предприятий в области стратегии, консалтинга, планирования и реализации проектов

☑️ Разработка или корректировка цифровой стратегии и цифровизации

☑️ Расширение и оптимизация международных процессов продаж

☑️ Глобальные и цифровые торговые платформы B2B

☑️ Развитие новаторского бизнеса

 

Я с удовольствием стану вашим личным консультантом.

Вы можете связаться со мной, заполнив форму обратной связи ниже, или просто позвонить мне по номеру +49 7348 4088 965 .

Я с нетерпением жду начала нашего совместного проекта.

 

 

Xpert.Digital — это центр для предприятий, специализирующийся на цифровизации, машиностроении, логистике/внутрипроизводственной логистике и фотовольтаике.

С помощью нашего комплексного решения для развития бизнеса мы поддерживаем известные компании на всех этапах, от привлечения новых клиентов до послепродажного обслуживания.

Анализ рынка, маркетинговый маркетинг, автоматизация маркетинга, разработка контента, PR, почтовые рассылки, персонализированные кампании в социальных сетях и работа с потенциальными клиентами — все это входит в число наших цифровых инструментов.

Более подробную информацию можно найти по ссылкам: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus