Више није научна фантастика: Хибриди човека и машине – Шта хуманоидни роботи могу боље од било које друге машине

Више од саме вештачке интелигенције: Један главни проблем који и даље омета тријумф хуманоидних робота

Дуго су били део научне фантастике, а сада улазе у фабричке погоне стварног света: свиће нова ера аутоматизације, коју покрећу хуманоидни роботи који више не раде као специјализоване машине у изолованим окружењима, већ као свестрани асистенти поред нас. Ова промена парадигме омогућена је спајањем два мегатренда: револуционарног напретка у вештачкој интелигенцији, који омогућава роботима да уче посматрањем, и високо развијених сензора и актуатора који им дају покрете сличне људским.

Иако аутомобилски гиганти попут BMW-а и Mercedes-Benz-а, као и глобалне логистичке компаније, већ покрећу почетне пилот пројекте за аутоматизацију монотоних и физички захтевних задатака, пут ка масовном усвајању је и даље пун значајних препрека. Ограничен век трајања батерије, нерешена безбедносна питања и још увек високи трошкови набавке ометају широку примену. Ипак, прогнозе су огромне, а глобална трка између САД и Кине за технолошку надмоћ је већ у пуном јеку. Да ли смо на почетку револуције која ће одрживо обликовати наш радни свет и друштво, или је то само прашина са нерешеним почетним проблемима? Овај преглед баца светло на тренутно стање технологије, највеће изазове и далекосежне визије које стоје иза нове ере роботике.

У вези са овим:

• Анализа тржишта и преглед хуманоидних робота са носивошћу од 10 кг и више, како за куповину, тако и за изнајмљивање

Нова ера робота: Зашто би хуманоидне машине могле обликовати будућност аутоматизације

Да ли се суочавамо са променом парадигме у роботици? Док су традиционални индустријски роботи деценијама служили као специјализовани радни коњи у изолованим производним областима, нова генерација хуманоидних робота пробија се на људско радно место. Питање више није да ли ће ове машине стићи, већ колико брзо ће постати широко распрострањене и какву ће улогу играти у нашој будућности.

Шта чини хуманоидне роботе тако посебним?

Шта разликује хуманоидног робота од конвенционалног индустријског робота? Одговор лежи у његовој основној филозофији дизајна. Хуманоидни робот има структуру тела сличну људској са две руке, две ноге и покретним торзом. Ова конфигурација отвара потпуно нове могућности, јер омогућава машинама да раде у окружењима првобитно дизајнираним за људе.

Одлучујућа предност лежи у њиховој универзалној прилагодљивости. Док су традиционални роботи посебно дизајнирани за одређене задатке и често захтевају опсежне модификације радног окружења, хуманоидни роботи се теоретски могу користити свуда где људи раде. Користе иста врата, степенице и радне површине и управљају истим алатима и машинама.

Који технолошки напредак ће омогућити пробој?

Како су деценије истраживања могле изненада резултирати технологијом спремном за тржиште? Одговор лежи у конвергенцији неколико технолошких достигнућа. С једне стране, напредак у електромеханичким актуаторима и значајна побољшања у сензорској технологији створили су хардверску основу. Модерни хуманоидни роботи опремљени су софистицираним системима камера, лидар сензорима, микрофонима и сензорима силе и обртног момента. Тактилни сензори им омогућавају да детектују да ли долазе у контакт са предметима или људима.

С друге стране, вештачка интелигенција је постала најважнији покретач развоја хуманоидних робота. Продори у овој области постигнути су брже него што су чак и стручњаци очекивали. Генеративни модели вештачке интелигенције револуционишу начине на које роботи могу да интерагују и могли би бити кључни за пружање роботима модела света који им омогућавају да се крећу у свом окружењу.

Како велики модели понашања револуционишу контролу робота?

Шта се дешава када роботи више нису програмирани, већ обучени? Бостон Дајнамикс демонстрира потпуно нови приступ са својим роботом Атлас: Велики модели понашања (ЛБМ). Они омогућавају роботу да учи сложене задатке кроз посматрање, уместо да буде детаљно програмиран за сваки покрет.

Технологија функционише слично језичким моделима: Атлас може да научи и једноставне задатке премештања и сложеније манипулације као што су везивање конопца, окретање барске столице или раширење столњака. Посебно је вредно напоменути да би ове задатке било изузетно тешко имплементирати коришћењем традиционалних техника програмирања робота, јер укључују деформабилне геометрије и сложене секвенце манипулација.

Где већ данас раде хуманоидни роботи?

Које компаније већ користе хуманоидне роботе у пракси? Листа комерцијалних примена је и даље разумљива, али прилично импресивна. Agility Robotics је преузела пионирску улогу са својим роботом Digit. Средином 2024. године, компанија је потписала вишегодишњи уговор са логистичким добављачем GXO. Роботи Digit се користе у текстилној компанији, где преузимају кутије са транспортних регала и постављају их на транспортне траке.

БМВ већ око годину дана тестира хуманоидне роботе калифорнијске компаније Фигуре у својој фабрици у Спартанбургу, у САД. Роботи Фигуре 02 узимају делове лима са транспортног сталака и постављају их у причвршћивач. Мерцедес-Бенц такође тестира хуманоидне роботе компаније Аптроник са седиштем у Тексасу у свом кампусу Дигиталне фабрике у Берлину и у својим производним погонима. Аполо роботи и даље имају релативно једноставне задатке: транспорт компоненти или модула до производне линије или обављање почетних провера квалитета.

Зашто произвођачи аутомобила предњаче?

Шта аутомобилску индустрију чини идеалним полигоном за тестирање хуманоидних робота? Индустрија се суочава са неколико изазова које хуманоидни роботи могу да реше. Прво, постоји акутни недостатак квалификованих радника, посебно у физички захтевним областима. Друго, модерне методе производње захтевају већу флексибилност коју традиционални, стационарни роботи не могу да понуде.

Хуманоидни роботи овде нуде кључну предност: могу се интегрисати у постојеће производне линије без потребе за великим модификацијама. Ово је посебно вредно у такозваним „браунфилд“ ситуацијама, где постојећи објекти треба да се аутоматизују. Њихов људски облик омогућава роботима да користе исте алате и радне станице као и људски радници.

Који изазови ограничавају његову употребу?

Зашто хуманоидни роботи још увек нису у широкој употреби? Највеће препреке леже у неколико критичних области. Трајање батерије представља фундаментални изазов. Тренутни хуманоидни роботи имају трајање батерије од само 2 до 4 сата. За практичну употребу, неопходно је побољшање на најмање 4 до 5 сати са брзим пуњењем у року од једног сата.

Проблем лежи у енергетском интензитету усправног кретања. Стајање и ходање усправно на стабилан начин захтева енергетски интензивно и огромну рачунарску снагу, што заузврат троши одговарајуће велику количину енергије. Ходање на две ноге је мање ефикасно од котрљања. Хуманоидни робот тежине приближно 80 кг и запремине тела од 80 литара има само ограничен простор за батерије када се узму у обзир удови, мотори, електроника и структурне компоненте.

Колико је сложен механички дизајн?

Шта чини дизајн хуманоидних зглобова тако изазовним? Човек има 140 правих зглобова; укључујући такозване лажне зглобове попут интервертебралних дискова, тај број расте на 212. Хуманоидни робот, с друге стране, мора да се снађе са само око 48 до 68 зглобова. Ово смањење доводи до компромиса у покретљивости и објашњава зашто чак и напредни роботи и даље делују „укочено у куковима“.

Захтеви који се постављају пред технологију зглобова су екстремни. Хуманоидни роботи захтевају веома компактне дизајне који интегришу моторе, мењаче, погоне, енкодере и сензоре у један модул. Истовремено, морају да понуде малу тежину, ниску потрошњу енергије, минимално стварање топлоте и високу брзину одзива. У зависности од њиховог положаја у телу, захтеви се значајно разликују: зглобови ногу морају да подносе велика оптерећења и генеришу велике обртне моменте, док зглобови руку и ручног зглоба морају бити оптимизовани за прецизност и компактност.

Који безбедносни ризици постоје?

Зашто је безбедност највећа препрека масовној примени хуманоидних робота? За разлику од традиционалних индустријских робота, који раде у заштићеним подручјима, хуманоидни роботи су намењени да раде директно заједно са људима. Ово ствара потпуно нове безбедносне изазове.

Критичан проблем је контрола равнотеже. Када робот хода на две ноге, поуздан систем управљања мора да обезбеди његову равнотежу. Ако систем управљања откаже, робот може да се преврне и повреди људе у близини. Хуманоидни роботи су често велики, тешки и моћни. Без адекватних мера предострожности, могли би ненамерно да повреде људе услед судара, гњечења или падова.

Да ствар буде гора, још увек не постоје утврђени безбедносни стандарди за динамички стабилне индустријске мобилне роботе. Иако је Међународна организација за стандардизацију (ISO) именовала одбор за развој безбедносних правила, ови стандарди су још увек у фази развоја.

Када ће хуманоидни роботи постати економски исплативи?

По којој цени ће хуманоидни роботи постати економски атрактивна алтернатива? Цене драматично падају брже него што се очекивало. Тренутно, већина хуманоидних робота кошта између 200.000 и 250.000 долара. Шеф производње Мерцедес-Бенца Јерг Бурзер је рекао: „Трошкови ће бити кључни... када достигну двоцифрену цифру од хиљаду долара – што је сасвим могуће – постаће веома занимљиво.“.

Оптимистичне прогнозе предвиђају знатно ниже трошкове. Немачка консултантска кућа Nexery очекује просечну продајну цену од 55.000 долара у 2030. години. Morgan Stanley пројектује да ће до 2050. године просечна продајна цена хуманоидног робота пасти на 50.000 долара, што је отприлике еквивалентно трошковима годишњег људског рада у земљама са високим приходима.

Анализа трошкова постаје посебно интересантна када се узме у обзир укупно време рада. Ако робот ради две смене од 8 сати дневно, робот који кошта 16.000 америчких долара ефективно кошта мање од 2,75 америчких долара по сату у смислу амортизације током периода од 3 године.

Колико велико би тржиште могло постати?

Које економске димензије би хуманоидна роботика могла да достигне? Прогнозе се знатно разликују, али све указују на огроман потенцијал раста. Морган Стенли процењује да би тржиште хуманоидних робота могло да достигне обим од 5 билиона долара до 2050. године, укључујући повезане ланце снабдевања, као и услуге поправке, одржавања и подршке. До 2050. године, више од милијарду хуманоидних робота могло би бити у употреби.

Најамбициознија прогноза долази од извршног директора Тесле, Илона Маска, који предвиђа да ће до 2040. године у свету бити десет милијарди хуманоидних робота – више од 9,2 милијарде људи који ће, према пројекцијама УН, живети на Земљи 2040. године. Почетком 2024. године, Голдман Сакс је пројектовао обим тржишта од 28 милијарди америчких долара за 2035. годину – шест пута више од претходне процене.

Нова димензија дигиталне трансформације са „Управљаном вештачком интелигенцијом“ – платформа и B2B решење | Xpert Consulting - Слика: Xpert.Digital

Овде ћете сазнати како ваша компанија може брзо, безбедно и без високих баријера за улазак имплементирати прилагођена решења за вештачку интелигенцију.

Управљана AI платформа је ваше свеобухватно и безбрижно решење за вештачку интелигенцију. Уместо да се бавите сложеном технологијом, скупом инфраструктуром и дуготрајним процесима развоја, добијате готово решење прилагођено вашим потребама од специјализованог партнера – често у року од само неколико дана.

Кључне предности на први поглед:

⚡ Брза имплементација: Од идеје до апликације спремне за употребу за дане, а не месеци. Нудимо практична решења која стварају тренутну додату вредност.

🔒 Максимална безбедност података: Ваши осетљиви подаци остају код вас. Гарантујемо безбедну и усклађену обраду без дељења података са трећим лицима.

💸 Без финансијског ризика: Плаћате само за резултате. Велика почетна улагања у хардвер, софтвер или особље су потпуно елиминисана.

🎯 Фокусирајте се на свој основни посао: Концентришите се на оно што најбоље радите. Ми се бринемо о целокупној техничкој имплементацији, раду и одржавању вашег вештачке интелигенције.

📈 Спремно за будућност и скалабилно: Ваша вештачка интелигенција расте са вама. Обезбеђујемо континуирану оптимизацију и скалабилност и флексибилно прилагођавамо моделе новим захтевима.

Више информација овде:

• Решење за управљану вештачку интелигенцију - Индустријске услуге вештачке интелигенције: Кључ конкурентности у секторима услуга, индустрије и машинства

Које земље предњаче у развоју?

Где су центри иновација у хуманоидној роботици? Посматрачи тржишта виде САД и Кину као јасне лидере. Међународна федерација за роботику наводи 46 компанија широм света које су развиле хуманоидне роботе са ногама: осам у Северној Америци, 21 у Кини и шест у Јапану и Кореји.

У Кини је влада пре неколико година поставила јасне циљеве развоја у овој области и пружа огромну подршку индустрији. У САД, огромне суме ризичног капитала улажу се у стартапове у области роботике. Поред тога, у САД постоји велико интересовање за коришћење роботике у војне и безбедносне сврхе, што је резултирало значајним финансирањем од стране DARPA-е и Министарства одбране САД.

У вези са овим:

• Крај аутоматизације? Више од само машина: Откријте како роботи размишљају, осећају и управљају својим пословањем

Какву улогу Немачка игра у хуманоидној роботици?

Може ли Немачка и даље да сустигне хуманоидну роботику? Једини немачки играч који је стекао значајно признање у овој области је Neura Robotics из Мецингена близу Штутгарта. Основана 2019. године, компанија се првенствено не фокусира на хуманоидне роботе, већ на „когнитивне роботе“. Од пет робота у својој производној линији, само један је хуманоид.

Немачки истраживачки центар за вештачку интелигенцију (DFKI) интензивно ради на будућности хуманоидне роботике. Истраживачко одељење за системе вештачке интелигенције за учење робота (SAIROL) развија алгоритме управљања засноване на учењу за хуманоидне роботе. DFKI центар за иновације у роботици у Бремену истражује иновативне методе за безбедно и самоучеће управљање роботима.

Која су најважнија подручја примене?

У којим областима ће хуманоидни роботи прво бити примењени? Прве комерцијалне примене су концентрисане у логистици и производњи, где су задаци понављајући и структурирани. Очекује се да ће се преко 90 процената хуманоидних робота пројектованих до 2050. године користити у индустријске и комерцијалне сврхе, а мање од 10 процената у домаћинствима.

У производњи, хуманоидни роботи могу обављати широк спектар задатака: управљање машинама, пуњење производних линија, транспорт радних предмета између радних станица, монтажне радове, пуњење и истовар машина, заваривање, завртање шрафова, полирање и брушење, лепљење и дозирање, инспекцију и контролу квалитета и фарбање.

Како се начин рада мења од детерминистичког до аутономног?

Шта значи промена парадигме од детерминистичке ка аутономној роботици? Док су покрети класичних робота програмирани до најситнијих детаља, хуманоидни роботи су намењени да препознају и анализирају своје окружење и, барем у одређеним границама, доносе аутономне одлуке у вези са својим поступцима.

Ова трансформација није ограничена само на хуманоидне роботе, већ се може применити и на стационарне роботе или оне на точковима. Вештачка интелигенција је у почетку независна од физичког облика и може се користити у различитим „оличењама“. Ипак, хуманоидни роботи нуде јединствене предности због своје свестраности и прилагодљивости људском окружењу.

Који алтернативни концепти постоје?

Да ли су две ноге увек најбоље решење? Многи програмери и корисници се питају да ли је робот са две ноге заиста оптимално решење или би можда онај са четири ноге био прикладнији. Четвороножни роботи су већ у продуктивној употреби: роботски пас „Спот“ компаније Boston Dynamics већ неко време лута фабрикама Audi и BMW, скенирајући објекте и креирајући дигиталне близанце фабрика.

Аптроник је дизајнирао свог Аполо робота модуларне конструкције. У зависности од примене, купац може добити торзо на шасији са точковима или монтиран на фиксну базу. Ова флексибилност показује да нису свим применама потребни потпуно хуманоидни робот.

Које ће се индустрије прво трансформисати?

Где ће се трансформација коју доносе хуманоидни роботи најбрже осетити? Логистичка индустрија је у првом плану. GXO Logistics, један од највећих светских добављача уговорне логистике, види хуманоидне роботе као потенцијално решење за стални недостатак радне снаге и потражњу за прилагодљивом аутоматизацијом. Роботи преузимају понављајуће, физички захтевне задатке, омогућавајући људским радницима да се фокусирају на безбедније и креативније активности.

У аутомобилској производњи, BMW, Mercedes-Benz и други произвођачи демонстрирају како се хуманоидни роботи могу интегрисати у постојеће iFactory иницијативе. Ова стратегија дигиталне производње има за циљ повећање ефикасности, одрживости и флексибилности у производњи.

Који су дугорочни друштвени утицаји?

Како ће се свет рада променити појавом хуманоидних робота? Иако би аутоматизација потенцијално могла да елиминише 85 милиона радних места до 2025. године, истовремено ће створити 97 милиона нових улога, од којих су многа повезана са управљањем и одржавањем робота. У производњи би 2,1 милион радних места могло да се упражни до 2030. године, а одржавање и програмирање робота су међу најтраженијим вештинама.

Хуманоидни роботи трансформишу послове уместо да их једноставно елиминишу. Они обично преузимају опасне, понављајуће и физички захтевне задатке, премештајући људске раднике на вредније позиције као што су програмирање робота, одржавање, оптимизација процеса и контрола квалитета.

Која етичка питања се јављају?

Која друштвена и етичка разматрања треба узети у обзир? Кључно питање је шта друштва у крајњој линији желе да „дозволе“ технологији да ради и какав оквир желе да успоставе за то. Интеграција хуманоидних робота захтева пажљиво разматрање сигурности посла и прихватања запослених.

Употреба хуманоидних робота у приватним домаћинствима и у бризи о старијим особама је посебно осетљиво питање. Безбедносна разматрања ће осигурати да хуманоидни роботи уђу у ове области само у завршним фазама развоја. Један стручњак је цитиран како каже: „Док не докажу да хуманоидни робот никада неће пасти на бебу, неће радити у кући.“.

Како се развија производни капацитет?

Када ће хуманоидни роботи бити доступни у већим количинама? Неки произвођачи већ финализују планове за масовну производњу. Figure је најавио планове за оснивање погона за производњу робота где ће хуманоидни роботи производити друге хуманоидне роботе. На почетку масовне производње, капацитет ће бити 12.000 робота годишње.

Аптроник је склопио партнерство са произвођачем уговора Јабил са седиштем у Флориди, који ће сада производити Аполо роботе широм света. Тесла има амбициозне производне циљеве: интерни планови предвиђају производњу приближно 10.000 Оптимус јединица до 2024. године, након чега следи производна верзија 2 2025. године са капацитетом од 10.000 јединица месечно.

Шта одређује успех или неуспех?

Који ће фактори одредити широко распрострањено усвајање хуманоидних робота? Успех зависи од превазилажења неколико критичних изазова. Технички, потребан је напредак у робусности, отпорности, напајању, моторичким вештинама и вештачкој интелигенцији. Економски, трошкови морају наставити да се смањују, а обим производње мора се повећавати како би се постигла економија обима.

Регулаторни аспекти као што су безбедносни стандарди и правни оквири биће кључни. Мора се неговати друштвено прихватање нове технологије. Велики део развоја одвија се унутар технолошких компанија, што захтева огромна улагања која далеко превазилазе јавно финансирање. То доводи до недостатка транспарентности и отежава реалне процене стварног напретка.

По чему се хуманоидни роботи разликују од традиционалних индустријских робота?

Шта структурно разликује хуманоидне роботе од конвенционалних решења за аутоматизацију? Традиционални индустријски роботи су оптимизовани за специфичне задатке и раде са знатно мање зглобова, што их чини лакшим за контролу, бржим и поузданијим. Стога ће они наставити да чине окосницу аутоматизације за производне задатке који захтевају велику брзину и прецизност.

Хуманоидни роботи, с друге стране, су генералисти. Њихова снага не лежи у брзини или прецизности у појединачним задацима, већ у њиховој свестраности и прилагодљивости. Они теоретски могу да обаве било који задатак који може човек, мада можда спорије или мање прецизно. Ова флексибилност их чини посебно вредним у динамичним окружењима где се захтеви често мењају.

Који технолошки продори су још увек у току?

Које иновације би могле довести до коначног продора? Чврстосталне батерије обећавају већу густину енергије, побољшану безбедност и дужи век трајања у поређењу са традиционалним литијум-јонским батеријама. Ова технологија би могла да реши проблем густине енергије и омогући дуже време рада хуманоидних робота.

У технологији актуатора, развијају се нови концепти зглобова као што је Архимедов погон, који обећавају високе обртне моменте у компактном дизајну и са тихим радом. Напредак у науци о материјалима могао би омогућити лакше и јаче компоненте.

Колико су реалне оптимистичне прогнозе?

Да ли су прогнозе од трилиона долара реалне или преувеличане? Стручњаци су подељени. С једне стране, технички изазови који превазилазе технолошке демонстрације остају значајни. С друге стране, развој се експоненцијално убрзава, вођен огромним приватним инвестицијама и конкуренцијом између технолошких гиганата.

Широко распрострањена индустријска примена се не очекује у наредних пет до десет година. Већи обим производње је неопходан да би се смањили трошкови. Увођење хуманоидних робота ће се вероватно одвијати релативно споро до средине 2030-их, убрзавајући се крајем 2030-их и 2040-их.

Шта ово значи за будућност рада?

Како ће се развијати интеракција човека и робота? Будућност не лежи у замени људских радника роботима, већ у интелигентној сарадњи. Хуманоидни роботи ће допуњавати људске способности, а не замењивати их. Они ће преузети физички захтевне, понављајуће или опасне задатке, омогућавајући људима да се фокусирају на креативне, стратешке и међуљудске активности.

Овај развој захтева огромна улагања у преквалификацију и даље образовање. Компаније које примењују хуманоидне роботе пријављују просечно повећање од 35 процената у трошковима обуке запослених. Појављују се нови профили послова: тренери и супервизори робота, стручњаци за одржавање, дизајнери процеса и креативни решавачи проблема.

Хуманоидна роботика је на прекретници. Иако су технолошки темељи постављени и почетне комерцијалне примене показују шта је могуће, значајни изазови остају. Успех ће зависити од тога да ли индустрија може да пронађе равнотежу између технолошких иновација, економске исплативости, регулаторне сигурности и друштвеног прихватања. Наредних пет до десет година биће кључно у одређивању да ли ће хуманоидни роботи заиста преузети људске просторе или ће за сада остати нишна технологија.

☑️ Подршка малим и средњим предузећима у стратегији, консултацијама, планирању и имплементацији

☑️ Креирање или преусмеравање стратегије вештачке интелигенције

☑️ Пионирски развој пословања

Konrad Wolfenstein

Било би ми драго да вам будем лични саветник.

Можете ме контактирати попуњавањем контакт форме испод или ме једноставно позовите на +49 89 89 674 804 (Минхен) .

Радујем се нашем заједничком пројекту.

Xpert.Digital је центар за индустрију фокусиран на дигитализацију, машинство, логистику/интралогистику и фотонапонске системе.

Са нашим решењем за развој пословања од 360°, пружамо подршку реномираним компанијама, од нових пословања до постпродајних услуга.

Тржишна интелигенција, маркетиншки маркетинг, маркетиншка аутоматизација, развој садржаја, односи с јавношћу, мејлинг кампање, персонализоване друштвене мреже и неговање потенцијалних клијената су део наших дигиталних алата.

Више информација можете пронаћи на: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus