1100111 (Ryba bez roweru)

W świecie robotów przemysłowych sezon ogórkowy, a mój terminarz napiął się jak struna - więc dawno nie napisałem notki. Trochę nieprzyzwoicie, bo kwestię, którą dzisiaj poruszę, miałem przemyślaną już od jakiegoś czasu. Chodzi o pomysł współpracy robota z człowiekiem w przemyśle, o którym pisałem w notce o robocie UR, który pracuje w fabryce Volskwagena. Przyjąłem to jako pewną nowość, ciekawostkę - i tak też starałem się Wam przedstawić. Ale ostatnio pojawia się coraz więcej podobnych pomysłów i badań. Swoje roboty kooperacyjne budują Amerykanie i Europejczycy, a z tego co wiem, póki co Japończycy podchodzą do nich jak pies do jeża. Kto ma rację z punktu widzenia if-then-else?
 

Zacznijmy może od tego, co nazywamy robotem przemysłowym. Ciotka Wikipedia mówi, że "robot przemysłowy jest automatycznie sterowaną, programowaną, wielozadaniową maszyną manipulacyjną o wielu stopniach swobody, posiadającą właściwości manipulacyjne lub lokomocyjne, stacjonarną lub mobilną, dla ważnych zastosowań przemysłowych.". Ważniejsza część następuje dalej: "Roboty przemysłowe stosuje się w celu zastąpienia ludzi w pracy na stanowiskach uciążliwych i niebezpiecznych. Najczęściej wykonują one zadania ryzykowne (np. obsługa prasy lub praca w środowisku agresywnym chemicznie), monotonne (np. obsługa taśmy produkcyjnej), czy wymagające dużej siły fizycznej (np. rozładunek, załadunek), bądź wyjątkowej precyzji (np. zaawansowana obróbka materiałowa)."

Definicją z Wikipedii podpieram się dlatego, że w zasadzie wyczerpuje wyjaśnianie mojego stanowiska w sprawie przemysłowych robotów kooperacyjnych. Robot przemysłowy z definicji został stworzony po to, żeby odsunąć człowieka od zadań wymagających powtarzalności, skupienia, siły, a przy tym jeszcze szybkości. Ponieważ ten oto człowiek, który do tej pory sam przekładał śrubki, odbierał wygięte blachy albo pakował kartoniki do pudełek, nie jest już elementem wykonawczym linii i stanowisk produkcyjnych, wszystkie maszyny mogły przyspieszyć. 2m/s to w tej chwili standard dla każdego robota (a są też ZNACZNIE szybsze). Nie da się już wymagać, żeby pan Staszek albo pani Mariolka nadążyli za robotem. Nawet, jeśli którekolwiek z nich ma wyjątkowo szybkie ręce, to nie da rady nimi machać przez 8 godzin dziennie (*).

Między innymi ze względu na to przyspieszenie pracy, pojawiły się wyśrubowane wymagania dotyczące systemów bezpieczeństwa. Stanowiska produkcyjne z "konwencjonalnymi" robotami są wyposażone w wygrodzenia i różnej maści systemy kontrolujące dostęp operatora do strefy pracy. Tak to wygląda w przypadku prostej, zamkniętej celi z małym robotem:

Zadanie takiego systemu bezpieczeństwa jest proste i jednoznaczne: operator w obszarze pracy robota = bezwzględny stop. Nic dziwnego. Jeśli coś idzie nie tak, czasem robi się na prawdę gorąco. Awaria chwytaka, zanik zasilania albo nawet błąd w programie... I nagle niekontrolowanym lotem koszącym powietrze przemierza 10 szklanych świetlówek, pudełko gwoździ, albo kawał blachy. Ewentualnie 360 kurzych jajek. Z prędkością 2 metrów w ciągu sekundy.

Co więc się dzieje, kiedy stawiamy Staszka i Mariolkę tuż obok robota i wyrzucamy systemy bezpieczeństwa? Z jednej strony mamy tańsze stanowisko - certyfikowane komponenty safety swoje jednak kosztują, a ich połączenie z robotem zajmuje trochę czasu. Niestety, coś za coś - nie ma siły, musimy spowolnić pracę maszyny, żeby nikomu nie stała się krzywda. Czyli w sumie niwelujemy jedną z podstawowych przewag robota nad człowiekiem. Owszem, są takie miejsca, gdzie to nie przeszkadza. Przykładem niech będzie to, o czym opowiada pan szef z amerykańskiego oddziału BMW w tym filmie:


Słowem, robot kooperacyjny wykonuje zadanie, które powodowało urazy nadgarstka u ludzi. Rozumiem i popieram - ktoś ma łatwiej. Ale z drugiej strony, pan w garniturze wspomina, że roboty tworzą miejsca pracy przez zwiększanie konkurencyjności firm. A jak ten robot mógłby się lepiej przyczynić do zwiększania konkurencyjności swojej fabryki, niż przez zasuwanie łapką po tych drzwiach cztery razy szybciej, tyle że za bezpieczną kratką?

No dobrze, przyjmijmy, że BMW nie potrzebuje produkować tych drzwi więcej i szybciej. Bo tak na prawdę najbardziej gryzie mnie inne zastosowanie robota kooperacyjnego. Tak się złożyło, że na LinkedInie subskrybuję kilka grup, w których pojawiają się artykuły na temat nowości w robotyce. A w nich bez przerwy przewija się temat Baxtera - którego pewnie znacie z wpisów Florence.

Otóż wygląda na to, że Baxter jest na siłę pchany do zastosowań takich jak drobna paletyzacja, pakowanie czy tzw. handling. Dokładnie takich jak tutaj:


Cóż, chwalebne jest to, że Baxter nie połamie ręki panu Murzynowi, który pcha się gdzie nie trzeba. Pytanie, dlaczego on w ogóle miałby wchodzić robotowi w drogę? Bo jeśli kontrolować dostęp człowieka do wnętrza stanowiska, można zbudować na przykład coś takiego:


Zauważcie, że w tym przypadku ludzie też są blisko. Widać ich w tle, za plastikową szybką, która uniemożliwia bezmyślne podkładanie rąk pod rozpędzoną maszynę i odpoczynek na L4. Każdy z tych 2 robotów waży w okolicach 20-30kg, więc Baxter nadal nie ma się czym chwalić. Dobrze napisany program do tego typu aplikacji (na robotach Fanuca) jest równie szybki w modyfikacji, co nauka Baxtera. Różnica polega więc z grubsza na tym, że Baxter nie potrzebuje bezpiecznej szybki i prostego systemu bezpieczeństwa i zapewne jest tańszy, ale klasyczne przemysłówki pracują kilkukrotnie szybciej. Nawet mimo tego, że nowy software Baxtera ogarnia prędkości dwukrotnie wyższe, niż dotychczasowy (tak, czytam czasem te artykuły podsyłane przez LinkedIn).

Żeby ostatecznie podsumować temat - widziałem ostatnio propozycję studiów doktoranckich, które miały na celu wymyślenie sensownych zastosowań dla robotów kooperacyjnych w przemyśle. To dla mnie definitywnie oznacza, że ten pomysł sam się nie broni. Robot w kooperacji z człowiekiem - owszem. W domu, w szpitalu, na ulicy. W fabryce robot bez człowieka jest jak ryba bez roweru - ma się świetnie.


* - warto zawsze zaznaczyć, że zarówno pan Staszek, jak i pani Mariolka, z powodzeniem mogą wciskać guziki i pilnować, czy wszystko jest w porządku. Robot nie wysyła ich na zieloną trawkę, a ułatwia życie!