15/02/2024
Door Ad Spijkers
Nieuwe technologie vereenvoudigt automatisering - wat nodig is nu personeel steeds schaarser wordt.
De International Federation of Robotics in Frankfurt am Main verzamelt cijfers, maar kijkt aan de hand daarvan ook naar de te verwachte ontwikkelingen op de robotmarkt. Het aantal operationele robots over de hele wereld heeft een nieuw record bereikt van ongeveer 3,9 miljoen eenheden. Deze vraag wordt gedreven door een aantal technologische innovaties.
1. AI en ML
De trend om kunstmatige intelligentie (AI) te gebruiken in robotica en automatisering blijft groeien. De opkomst van generatieve AI brengt nieuwe oplossingen binnen bereik. Deze subset van AI is gespecialiseerd in het creëren van iets nieuws uit de dingen die het via training heeft geleerd, en is gepopulariseerd door tools zoals ChatGPT.
Robotfabrikanten ontwikkelen generatieve AI-gestuurde interfaces waarmee gebruikers robots intuïtiever kunnen programmeren door natuurlijke taal te gebruiken in plaats van code. Werknemers zullen niet langer gespecialiseerde programmeervaardigheden nodig hebben om de acties van de robot te selecteren en aan te passen.
Een ander voorbeeld is voorspellende AI die prestatiegegevens van robots analyseert om de toekomstige staat van apparatuur te identificeren. Met voorspellend onderhoud kunnen fabrikanten kosten voor stilstand van machines besparen. In de auto-onderdelenindustrie wordt geschat dat elk uur ongeplande stilstand 1,3 miljoen dollar kost, zo meldt de Information Technology & Innovation Foundation. Dit wijst op het enorme kostenbesparende potentieel van voorspellend onderhoud.
Machine learning (ML) algoritmen kunnen ook gegevens analyseren van meerdere robots die hetzelfde proces uitvoeren voor optimalisatie. Over het algemeen geldt dat hoe meer gegevens een machine learning-algoritme krijgt, hoe beter het presteert.
2. Nieuwe toepassingen cobots
Samenwerking tussen mens en robot blijft een belangrijke trend in de robotica. Dankzij de snelle vooruitgang op het gebied van sensoren, vision-technologieën en slimme grijpers kunnen robots in real-time reageren op veranderingen in hun omgeving en zo veilig naast menselijke werknemers werken. Cobottoepassingen bieden een nieuw hulpmiddel voor menselijke werknemers, waardoor ze worden ontlast en ondersteund. Ze kunnen helpen bij taken waarbij zwaar tillen, repetitieve bewegingen of werkzaamheden in gevaarlijke omgevingen nodig zijn.
Het scala aan samenwerkingstoepassingen dat door robotfabrikanten wordt aangeboden, blijft zich uitbreiden. Een recente marktontwikkeling is de toename van cobot-lastoepassingen, gedreven door een tekort aan ervaren lassers. Deze vraag laat zien dat automatisering geen tekort aan arbeidskrachten veroorzaakt, maar eerder een middel biedt om dit op te lossen. Collaboratieve robots zullen de investeringen in traditionele industriële robots, die met veel hogere snelheden werken, aanvullen (en niet vervangen). Deze blijven belangrijk voor het verbeteren van de productiviteit als reactie op krappe productmarges.
Ook betreden nieuwe partijen de markt met een specifieke focus op collaboratieve robots. Mobiele manipulatoren, de combinatie van collaboratieve robotarmen en mobiele robots (AMR's) bieden nieuwe gebruiksscenario's die de vraag naar collaboratieve robots aanzienlijk kunnen vergroten.
3. Mobiele manipulatoren
Mobiele manipulatoren – zogeheten 'MoMa’s' – automatiseren material handling taken in sectoren zoals de automobielindustrie, de logistiek en de lucht- en ruimtevaart. Ze combineren de mobiliteit van robotplatforms met de behendigheid van manipulatorarmen. Hierdoor kunnen ze door complexe omgevingen navigeren en objecten manipuleren, wat cruciaal is voor toepassingen in de productie.
Voorzien van sensoren en camera's voeren deze robots inspecties uit en voeren onderhoudstaken uit aan machines en apparatuur. Een van de belangrijke voordelen van mobiele manipulatoren is hun vermogen om samen te werken en menselijke werknemers te ondersteunen. Een tekort aan geschoolde arbeidskrachten en een gebrek aan personeel dat naar fabrieksbanen solliciteert, zal waarschijnlijk de vraag doen toenemen.
4. Digitale tweelingen
Digital Twin technologie wordt steeds vaker gebruikt als hulpmiddel om de prestaties van een fysiek systeem te optimaliseren door een virtuele replica te creëren. Omdat robots steeds meer digitaal worden geïntegreerd in fabrieken, kunnen digitale tweelingen hun operationele gegevens uit de echte wereld gebruiken om simulaties uit te voeren en waarschijnlijke resultaten te voorspellen.
Omdat de twin puur als computermodel bestaat, kan deze zonder veiligheidsimplicaties ondergaan en worden aangepast, maar worden kosten bespaard. Alle experimenten kunnen worden gecontroleerd voordat de fysieke wereld wordt betreden. Digitale tweelingen overbruggen de kloof tussen digitale en fysieke werelden.
5. Humanoïde robots
De robotica boekt aanzienlijke vooruitgang op het gebied van mensachtigen, ontworpen om een breed scala aan taken uit te voeren in verschillende omgevingen. Door het mensachtige ontwerp met twee armen en twee benen kan de robot flexibel worden ingezet in werkomgevingen die eigenlijk voor de mens zijn gemaakt. Hij kan daarom eenvoudig worden geïntegreerd, bijvoorbeeld in bestaande magazijnprocessen en infrastructuur.
Het Chinese Ministerie van Industrie en Informatietechnologie (MIIT) heeft gedetailleerde doelstellingen gepubliceerd voor de ambities van het land om tegen 2025 massaal mensachtigen te produceren. Het MIIT voorspelt dat mensachtigen waarschijnlijk een nieuwe ontwrichtende technologie zullen worden, vergelijkbaar met computers of smartphones, die de manier waarop wij goederen produceren en onze manier van leven, veranderen.
De potentiële impact van humanoïden op verschillende sectoren maakt ze tot een opwindend ontwikkelingsgebied, maar de acceptatie ervan op de massamarkt blijft een complexe uitdaging. De kosten zijn een sleutelfactor en het succes zal afhangen van het rendement op de investering dat concurreert met gevestigde robotoplossingen zoals bijvoorbeeld mobiele manipulatoren.
Multidisciplinair
De vijf elkaar versterkende automatiseringstrends in 2024 laten zien dat robotica een multidisciplinair veld is waar technologieën samenkomen om intelligente oplossingen te creëren voor een breed scala aan taken, aldus de IFR. Deze vooruitgang blijft de samenvoegende industriële en dienstverlenende roboticasectoren en de toekomst van werk vormgeven.
Foto: Pal Robotics