Už surinkimo linijos – atsiranda spiečių robotika

Gamybos technologijos raida nuolat progresavo, kad būtų patenkinti augantys efektyvumo, tvarumo ir inovacijų poreikiai. Kai pramonės šakos prisitaiko prie šių iššūkių, viena tyrinėjimo sritis tapo pirmininku: „Swarm Robotics“.

Pirmoje šios diskusijos dalyje mes pažvelgėme į automatinės gamybos raidą automobilių ir kosmoso srityse. Kaip ir daugelyje puikių idėjų, didelės, sudėtingos gamybos robotikos koncepcija atsirado dėl būtinybės.

Kaip pagrindinis revoliucinio naujojo orlaivio „H2Clipper“ dizaineris, mes įsigijome dešimtis pagrindinių patentų, skirtų sukurti 100% „žalią“ žiebtuvėlį, o ne orą, kad būtų galima tiekti skystą vandenilį iš ten, kur buvo galima gaminti kuo mažesne kaina teritorijose, kuriose didžiausias reikia švarios energijos.

Norėdami pernešti iki 400 000 svarų (18 143,6 kg) skysto vandenilio viena kryptimi ir vienodą krovinių kiekį 20 pėdų. (6 m) konteineriai priešinga kryptimi, dirižablis turi būti 1000 pėdų (304 m) ilgio ir 200 pėdų (60,9 m) skersmens vidurio taške.

Kai mes baigėme pagrindinį orlaivio mokslinių tyrimų ir plėtros dizainą, naudodamiesi pažangiomis kompiuterinėmis sistemomis, kurias mums prieina mūsų partneriai „Dassault“ 3D „Systémes“, supratau, kad masiškai gaminti šias dirižablius reikės visiškai naujo požiūrio į gamybą. Tradicinei surinkimo linijai reikės daugiau nei 25 aukštų ir kelių mylių ilgio angaro, todėl orlaivio gamyba yra nepraktiška ir neekonomiška.

Proveržis įvyko iš netikėto šaltinio: skruzdžių kolonijos. Kai stebėjau, kaip jie gabena didelį lapą – be lyderio, nedvejodamas ir vis dar tobulai harmoningai – tai mane sukrėtė: tai buvo gamtos atsakymas į gamybą. Skruzdėlės nepasikliauja linijiniais procesais. Veikiau jie veikia kaip decentralizuotas spiečius, dinamiškai prisitaikydami prie savo aplinkos.

O kas, jei robotai galėtų padaryti tą patį – autonomiškai surinkti dideles, sudėtingas struktūras?

Taikant spiečio principus didelio masto statybai

Žinoma, spiečio intelekto idėja nėra nauja. Dirbtinio intelekto, robotikos ir net karinės strategijos tyrėjai ištyrė, kaip savarankiškai organizuojančios sistemos, tokios kaip skruzdžių kolonijos, žuvų mokyklos ir paukščių pulkai-išsamiai problemos be centralizuotos kontrolės.

Koncepcija buvo taikoma programinės įrangos algoritmams, dronų koordinacijai ir netgi logistikos planavimui. Tačiau dar niekas nebandė pritaikyti šių principų statant didelio masto struktūras. Tai buvo trūkstamas kūrinys. Tai buvo įžvalga, dėl kurios gimusių robotikos robotika orlaiviams, erdvėlaiviams ir dirižablių gamybai.

Turėdamas kuklių žinių apie AI, kurį turėjau, iškart buvo akivaizdu, kad robotų programavimas tobulėjo ne tik įprastoje AI, bet ir tai, ką mes dabar vadiname generatyvine AI, nors šis terminas nebuvo oficialiai įvestas, kol mes nepateikėme patento.

Nepaisant to, patente mes išreiškiame hierarchinę programavimo progresą, reikalingą norint pasiekti visas genų galimybes, užtikrindami, kad mūsų intelektinė nuosavybė apimtų visus tris vystymosi fazes. Kaip aprašyta anksčiau, „1 lygyje“ pagrindinis dėmesys skiriamas daugybinių ambulatorinių ir grindų montuojamų robotų programavimui, kad jie veiktų vieningai.

Šie mobilieji ir nejudantys robotai surinktų dirižablį nuo žemės paviršiaus, nereikalaudami jokio konstrukcijos judėjimo, kol jis bus visiškai pastatytas ir paruoštas išeiti iš angaro. Šis pamatinis etapas nustato koordinuotą, automatizuotą surinkimą, nustatantį pagrindą labiau pažangių AI orientuotų operacijų. Mūsų partneriai „Dassault Systémes“ išreiškė susidomėjimą tokio lygio robotų programavimu.

Bendrovės siekia adaptyvios robotikos

„2 lygio lygio“ programavimas reiškia perėjimą nuo įprasto automatizavimo programavimo prie adaptyvios, AI varomosios robotikos, kai robotai ne tik vykdo užduotis, bet ir savarankiškai sureguliuoja bei koordinuoja savo funkcijas dinamiškai. Šiame etape sistema peržengia iš anksto užprogramuotą kartojimą ir pristato mašinų mokymosi algoritmus, leidžiančius bendradarbiauti realiuoju laiku ir autonomiškai spręsti-kiekvienas yra kritiniai decentralizuotos gamybos veiksmai.

Kaip aprašyta patente, mes pradedame nuo nulio pasiekdami šį lygį. Tokios kompanijos kaip atvykimas jau pademonstravo autonominės robotikos galimybes gamyboje, diegdamos savarankiškus robotus, koordinuojančius be įprastos surinkimo linijos.

„Tesla“ gigafaktoriai, nors ir įspūdingi, vis dar priklauso nuo linijinės gamybos modelio – naudoja automatizavimą, kad optimizuotų esamus procesus, o ne iš naujo apibrėžtų juos. Atvykimas žengė žingsnį toliau savo mikrofaktoriais, įrodydamas, kad lanksčios, autonominės robotikos gali pakeisti tradicines fiksuotus įrankius ir konvejerių sistemas. Ši naujovė sukuria tvirtą pagrindą spiečio robotikos pažangai aviacijoje.

Tačiau padidindami šį požiūrį iš automobilio ar mikroautobuso, atsižvelgiant į orlaivių ir kosmoso konstrukcijų surinkimo dydį ir sudėtingumą, pateikiami visiškai naujai reikalavimai. Skirtingai nuo automobilių gamybos, kurioje kalbama apie mažesnius, modulinius komponentus, didelio kosminio ir kosmoso turto gamybai reikia aukštesnio autonominio koordinavimo, tikslumo ir pritaikomumo laipsnio.

Kaip aprašyta mūsų patente, „Swarm Robotics“ 2 lygio svertų atvykimo naujovėmis, tuo pačiu išplėsdami jas į domeną, kuriame tradiciniai gamyklos pėdsakai ir tradiciniai automatizavimo metodai nebėra perspektyvūs.

Redaktoriaus pastaba: „Electric Van Developer“ atvykimas paskelbė bankrotą ir 2024 m. Kovo mėn. Pardavė savo turtą „Canoo“, kurio turtas, įskaitant „Kuka“ robotus, bus parduoti aukcione kitą savaitę.

https://www.youtube.com/watch?v=jnlxhg2t6gs

Generatyvinė AI, kad būtų galima įgalinti savarankiško mokymosi sistemas

Norint pasiekti „3 lygio“ robotų programavimą, reikia išmokyti 2 lygio programinę įrangą „suprasti“ to, ką mes išmokėme daryti ir kaip. Tada sistema galėtų pradėti mokyti. Tai yra taškas, kai pereinama prie 3 lygio ar generatyvinės AI.

Mes tikime, kad genai gali panaikinti surinkimo linijas. Žmonės, turėdami ribotą apdorojimo galimybes, negalės apibrėžti daugybės santykių, kurie turi egzistuoti nuo antro iki antro, jei ketiname robotus elgtis vienu protu, kaip tai daro skruzdėlės.

Sukurti „intelektualias“ mašinas yra toks sudėtingas įsipareigojimas, kad turime sukurti milijonų ir milijonų sinapsių programavimo ekvivalentą vienu metu šaudydami kiekvieną mikrosekundę su įvairiais ir greičiais, kurių niekas negalėjo programuoti. Genai gali ir valia – ir tai nesustos gaminant orlaivių gamybą.

Robotų gamybos metodas, kurį aprašėme patente, galiausiai galėtų būti naudojamas begaliniam didelės struktūros gamybos masyvui ir galiausiai ir mažesnėms skalėms. Niekas gyvas dar nematė ateities gamyklos, tačiau ji ateina, nes genų galia yra paleista per mūsų atskleistus procesus.

Spiečiaus robotų rinkinio schema, skirta naujausiam patentui. (Spustelėkite čia, norėdami padidinti.) Šaltinis: Pasaulio verslo akademija

„Swarm Robotics“, siekiant formuoti aeronautikos surinkimo ateitį

Kaip minėta aukščiau, orlaivių gamyboje su spiečių robotika yra daugybė komercinių, aplinkos ir saugos pranašumų. Be tų artimiausio laikotarpio gamybos ir finansinių pranašumų, yra ir kitų privalumų, pavyzdžiui, pažangių dizainų.

Sunku įsivaizduoti, kad spiečių robotika neturės įtakos būsimoms orlaivių, autonominių dronų, karinių transporto priemonių, elektrinių trumpojo nuotolio keleivinių transporto priemonių, tokių kaip „Sky Taxis“ ir „Spacecraft“, modelius. Istorija rodo, kad nauji gamybos metodai užleidžia vietą naujoms žmonių sistemoms.

Tai pasakytina apie bronzos amžių, kai žmonės išmoko derinti skirtingus metalus, kad sukurtų naujus ginklus ir žemės ūkio priemones, iki visų šiuolaikinių technologinių stebuklų, išradimo Silicio amžiuje, išradimą.

Žinodami, kad galime pastatyti ir aptarnauti orlaivius naudodamiesi „Swarm Robotics“, galės įvesti lengvesnių nei orų laivų, revoliucionuojančių keleivių ir krovinių gabenimą ateinančioms kartoms, eroje. Ši technologija taip pat galėtų suteikti greitesnį, žymiai ekonomiškesnį būdą sukurti kitus orlaivius ir kosmoso turtą.

Mes jau matėme, kaip „SpaceX“ reikšmingai sumažino svaro krovinių į kosmosą sąnaudas. Galima tik įsivaizduoti, kaip net tos išlaidos sumažės dar, nes „Swarm Robotics“ sukuria būdus, kaip ekonomiškai masiškai gaminti naujas erdvėlaivio kartas.

Greitesni, pigesni, saugesni ir patikimesni gamybos metodai daugybę būdų skatina žmonių civilizaciją. Kuo didesnis technologinis pažanga, tuo greitesnė ir plačiai paplitusi nauda. Gutenbergo atspausdinta Biblija nebuvo vienintelis kartas, kai nauja gamybos technika pakeitė istorijos eigą, tačiau tai yra puikus pavyzdys, kurį reikia atsiminti svarstant spiečio robotikos potencialą.

https://www.youtube.com/watch?v=qlqphjftxf8

„Swarm Robotics“ sekti S-Curve įvaikinimo ciklą

Surinkimo linija buvo viena iš labiausiai pasekmių naujovių istorijoje. Tai truko daugiau nei šimtmetį, tačiau, kaip ir visos puikios technologijos, jos laikas praėjo. Kaip ir žirgai vis tiek gali traukti vagonus, tačiau nebepasikreipia komercijos, surinkimo linijos gamybos metodas gali išlikti tam tikra forma. Aviacijos ir kosmoso gamybos ateitis priklauso spiečių robotikai.

„Aerospace“ bus pirmoji pramonė, kuri panaudos spiečio robotiką, nes ji yra greitesnė, pigesnė, saugesnė ir suteikia didesnį tikslumą nei griežtesnės surinkimo linijos. Netrukus galėtų sekti daugelio kitų sudėtingų ar fiziškai didelių objektų gamintojai.

Naujų technologijų įvaikinimo ciklas kasmet tampa trumpesnis ir tvirtesnis. Kaip žlugdanti technologija, „Swarm“ robotika vyks „S-Curve“ įvaikinimo ciklu, lygiagrečiu automobilio, fakso aparatams, asmeniniams kompiuteriams, mobiliesiems telefonams ir ChatGPT. Jei kas, kai jis prasidės, šis ciklas gali būti dar greitesnis. Skirtingai nuo vartojimo produktų, kurie turi pakeisti vartotojų elgesį, verslas greitai supras šią naują sieną, kad sumažintų sąnaudas ir pagerintų kokybę, ir greitai judės, kad užimtų erdvę.

Be abejo, rizika yra didžiausia orlaivių gamintojams, kurie laikosi gamybos metodų, gimusių 1900 -ųjų pradžioje. Kiekviena įmonė turėtų paklausti: „Ką gali padaryti robotika spiečiams, kad suteiktų mums pirmojo pranašumo pranašumą, ar tai paliks mus kitos pramonės revoliucijos dulkėse, nes mūsų konkurentai prisitaiko ir keičiasi?“

Quo Vadis?

Apie autorių

Pasaulio verslo akademijos įkūrėjas ir generalinis direktorius Rinaldo S. Brutoco yra verslininkas, vykdomasis, autorius, radijo šeimininkas ir futuristas. Jis yra paskelbęs daugybę straipsnių ir knygų, kuriose atsižvelgiama į verslo vaidmenį ir atsakomybę atsižvelgiant į šių dienų kritinius moralinius, aplinkos ir socialinius rūpesčius.

„Brutoco“ yra nuolatinis konferencijų pranešėjas ir kviestinis dėstytojas verslo mokyklose, tokiose kaip Stanfordo verslo mokykla, Kolumbijos verslo mokykla, Šiaurės Vakarų universiteto Kelloggo verslo mokykla ir „Keenan-Flagler“ verslo aukštoji mokykla Šiaurės Karolinos universitete. Daugiau nei 35 metus jis buvo plačiai pripažintas praktiniu vizionieriumi ir pokyčių agentu.