O que diabos é um robô com autoprogramação?

Quando pensamos em como combinar IA, funcionamento autônomo e robótica, Hollywood e roteiristas de língua macia nos convenceram de que o futuro pousará em algum lugar entre “O Exterminador do Futuro” e “Ela”. Embora voos de fantasia sejam necessários para manter a vida interessante, o fato da questão é que robôs que podem trabalhar de forma autônoma serão simplesmente úteis demais para dominar o mundo. O que eles realmente farão é preencher funções há muito necessárias que, em última análise, nos dão mais liberdade como pessoas do que jamais conhecemos.

De acordo com o MIT, robôs autônomos “são máquinas inteligentes capazes de realizar tarefas no mundo por si mesmas, sem controle humano explícito”. Nesse contexto, sabemos que o controle humano é um limitador, mas quais são os limites?

Para alcançar a autonomia do robô, o primeiro limite que um robô deve ultrapassar é a capacidade de se programar - a capacidade de assumir as metas estabelecidas para ele e descobrir uma maneira de alcançá-lo sem intervenção humana manual.

Os próximos passos em direção à autonomia do robô são, ao que parece, muito mais qualitativos. É nessas qualidades - seja um serviço prestado, um processo executado ou dados gerados - que a ideia de autonomia do robô realmente ganha vida.

A programação do robô é cansativa, tediosa, terrível

A verdade é que os robôs hoje são geralmente muito “burros”. Isso não é um epíteto, é claro - considerando o que eles podem alcançar quando bem programados, são soluções incríveis e poderosas. Todas as empresas de robótica estão trabalhando para tornar os robôs que vendem mais fáceis de usar e, embora algumas startups de robótica estejam trabalhando para fazer a mesma coisa em cima do hardware existente, todas as empresas no espaço esperam que um dia os robôs sejam capazes de programar si mesmos.

Por que esse é um objetivo comum na indústria de robótica? Como a programação de robôs é um processo extremamente tedioso, isso geralmente consome um orçamento significativo em qualquer integração de robótica. Para aqueles que não estão familiarizados com o processo, a programação de robôs - embora divertida para muitos profissionais - é dolorosa de acertar, pois muitas vezes envolve até 6 graus de liberdade, dezenas de caminhos de ferramentas e posições finais em potencial e uma variedade de restrições cinemáticas que requerem consideração profunda para gerar o programa de movimento do robô mais eficiente possível.

Ao mesmo tempo, este processo de geração de movimento deve ser feito manualmente para cada parte e ambiente em que se espera que um robô trabalhe. Isso significa que, até hoje, os robôs têm sido práticos para empresas em setores como transporte e consumo eletrônicos, mas impraticáveis ​​(com exceção de aplicativos especializados) para a maioria das empresas que não estão produzindo dezenas de milhares de SKUs de alto valor por ano, com uma variedade limitada de outra forma de produtos.

É aí que os recursos de autoprogramação podem se tornar uma virada de jogo para a indústria de manufatura. A maioria dos custos decorrentes do uso de um robô vem da programação e da estruturação de um espaço de manufatura para atender às suas necessidades. Ao reduzir a programação a algo que seja automatizado, é possível permitir que os robôs se adaptem às partes e ao ambiente ao seu redor. Conseguir isso significa que os robôs podem finalmente ser usados ​​por todos os tipos de fabricantes, independentemente da combinação de peças ou SKUs envolvidos.

O que é necessário para alcançar a “Autoprogramação”?

Uma variedade de soluções foi introduzida ao longo dos anos (e décadas) para tornar mais fácil a programação de robôs. Teach pendants, instrução cinemática e programação offline são maneiras pelas quais os provedores de robótica tornaram o processo mais fácil e mais útil para engenheiros, programadores e integradores.

Em última análise, todos eles podem automatizar alguns elementos do processo ou pelo menos torná-los mais intuitivos, mas cada movimento completo ainda leva horas, dias ou mesmo semanas para ser gerado e validado, e tudo, é claro, em ambientes altamente estruturados.

Para pensar sobre o que um robô precisa para gerar seu próprio movimento, uma resposta importante é pensar sobre o que poderia tornar os robôs mais parecidos conosco. Sem ficar muito filosófico, nós, seres humanos, confiamos em nossos sentidos para aprender quase tudo o que sabemos. Ao mesmo tempo, nossos sentidos são o que nos permite interpretar e responder ao nosso ambiente - muito disso acontecendo inconscientemente, reflexivamente, instintivamente ou mesmo sendo aprendido à medida que envelhecemos.

Dando aos robôs os sentidos de que precisam para responder ao seu ambiente - a capacidade de interpretar o espaço 3D e texturas em particular - permitiria que eles reunissem as informações de que precisam para se programar a fim de atingir um objetivo.

Um robô autoprogramado, por si só, poderia ser alcançado com o conjunto certo de algoritmos, mas para quê? O verdadeiro desafio aqui é deixar um robô se programar em direção a uma meta convencionalmente alcançável - pegar a mesma habilidade de um ser humano para programar efetivamente um robô com as ferramentas existentes e torná-lo um processo automático.

O processo em operações de pulverização

Como isso acontece? Para tomar o exemplo dos processos de pulverização, a necessidade essencial para se obter um resultado de qualidade é, simplesmente, a capacidade de identificar e interpretar a peça no espaço. Sabendo disso, com a habilidade certa de realmente gerar um programa, um robô pode então atingir o objetivo de cobrir uma superfície com revestimento (ou pulverizá-la com uma pistola térmica ou materiais abrasivos).

Geralmente, essa precisão precisa cair para um milímetro ou menos para atingir a mesma acuidade que os seres humanos têm durante um processo de trabalho. Felizmente, este é um nível de precisão que pode ser alcançado com sensores infravermelhos, que ao combinar vários ângulos e posições são capazes de fornecer as informações necessárias para renderizar uma Gêmea Digital de um objeto no espaço 3D.

A partir daí, esse tipo de capacidade permite que as empresas automatizem tarefas que foram vistas como tediosas e até perigosas para trabalhadores humanos. Gastar 40 horas por semana, 50 semanas por ano durante 30 ou 40 anos pulverizando e revestindo peças industriais não é a melhor coisa que você pode fazer - seja para sua saúde ou sua psique - enquanto adicionar um robô cria benefícios materiais que tornam outros trabalhos mais fáceis e mais divertido de fazer.

Em comparação com a programação tradicional de robôs, os benefícios não chegam nem perto. Na maioria das operações de revestimento, há uma grande variedade de peças que precisam ser trabalhadas - seja em um determinado dia ou em uma determinada operação de produção. Muitos fabricantes nessas circunstâncias tentaram e não conseguiram usar robôs, e os fabricantes automotivos são geralmente a grande maioria dos usuários de robôs de pintura atualmente. Com os robôs de autoprogramação, no entanto, essa falha mudará drasticamente.

Depois da detecção, o que vem a seguir?

Agora que você entende os objetivos que um robô de autoprogramação pode atingir, é importante entender o que acontece no processo de ponta a ponta. Depois de gerar seu senso de ambiente, um robô de autoprogramação precisa processar todos os requisitos convencionais de um robô industrial, com a necessidade adicional de entender as características únicas de um processo ou célula. Pode ser o know how do processo (por exemplo, onde devo pisar para sair do caminho de alguém ou que padrão devo usar para aplicar tinta em uma superfície) ou instruções específicas inseridas por meio de uma interface de software básica para garantir que as metas de qualidade exatas sejam priorizadas - tudo, ainda, é claro, sem necessidade de programação.

Abaixo está apenas um exemplo de como o processo de autoprogramação é organizado. A tecnologia Shape-to-Motion ™ da Omnirobotic usa câmeras 3D para reconstruir um modelo 3D da célula. Por estar conectado a controladores de processo em uma configuração de fábrica, bem como estar ciente da posição e restrições do próprio robô no espaço, o robô pode então usar o conhecimento do processo, quebras de tarefa e ordenação de movimento para se envolver em um processo de planejamento de tarefa paralelo. Cada resultado é avaliado no ambiente Digital Twin, o que leva ao resultado mais ideal possível - às vezes com base em mais de 10.000 cenários por operação.

Ao usar essa habilidade de priorizar tarefas, um robô pode efetivamente gerar uma série de movimentos para si mesmo que se somam a um processo completo. Como os robôs são inerentemente mais consistentes, previsíveis e podem trabalhar mais rápido por mais tempo do que os humanos (como se deve esperar das máquinas, é claro), o resultado final de um robô autoprogramado é muito mais consistente do que qualquer solução por aí.

Se você faz algo, você tem que ter um propósito

A IA pode substituir alguns empregos, mas nesse processo de automação de gargalos de alto valor em todos os nossos processos de produção e trabalho, eles vão realmente criar demanda por empregos mais criativos, inovadores e intuitivos de seres humanos. Embora um dia possa haver uma maneira de automatizar essas características exclusivamente humanas, por que desejaríamos que isso acontecesse? E, claro, nós, como consumidores, estaríamos tão interessados ​​na “criatividade” produzida por uma máquina?

Claro, a tecnologia de autoprogramação nos dá tanto impulso na imaginação quanto um bom filme, mas é importante nos ancorarmos nos benefícios práticos e econômicos de qualquer tecnologia. Há uma necessidade clara de processos de produção mais eficientes e eficazes, e uma escassez de mão de obra qualificada persiste - mesmo em meio a um desemprego recorde.

O fato é que usar mais robôs é a melhor maneira de fazer as pessoas voltarem ao trabalho. Como, você pergunta? À medida que você cria mais produtividade (e, portanto, lucratividade), isso permite que novos empregos sejam realmente criados, os salários aumentem e mais membros de uma determinada empresa ou sociedade se beneficiem dos frutos de seu trabalho. Se você gostaria de entender mais sobre por que os robôs serão muito mais necessários para os negócios e a sociedade no futuro, confira esta grande palestra do Robo Busines Direct do famoso roboticista Rodney Brooks.

E, claro, se você quiser entender como a tecnologia de autoprogramação já pode beneficiar os processos de pulverização de hoje, não hesite em verificar nosso site principal.

A Omnirobotic é o único fornecedor de tecnologia de robótica autônoma e autoprogramada para processos de acabamento por spray de alta mistura. Se você deseja compreender os benefícios exclusivos dos robôs de autoprogramação para empresas de manufatura industrial, entre em contato conosco pelo e-mail [email protected] ou verifique nossa calculadora de retorno.