Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Pomocné ruce v průmyslu
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.
Nomenklatura: Průmysl 4.0 Inovace

Pomocné ruce v průmyslu

Uplynulo už téměř 100 let od chvíle, kdy Karel Čapek poprvé použil slovo „robot“ ve své vědeckofantastické hře R.U.R. Výraz Rossumovi univerzální roboti odvodil z českého slova pro nedobrovolnou práci – robota. V současnosti došlo k rozvinutí a změkčení tohoto významu. Dnešní generaci robotů tvoří z velké části také spolupracující roboti označovaní jako „coboti“.

S roboty je však dnes spojená dlouhotrvající obava, že posílí negativní dopady způsobené používáním technologií – ať už v průmyslovém sektoru, nebo přímo v domácnostech. Roboti jsou často vnímáni jako předzvěst změn, které vytlačí dělníky z jejich pracovních pozic nebo zcela odstraní služby pro domácnosti. Zrod nové technologie a její zavádění do praxe často doprovázejí obavy, které souvisejí s nedostatečným povědomím o budoucnosti, o tom, jak se bude technologie vyvíjet a jaký bude mít vliv na život v jeho současné podobě. Strach z neznámého je normální – a zcela pochopitelnou – lidskou vlastností.

Přiměřenější – a realističtější – pohled na roboty nám umožní, abychom v nich spatřovali spíše pomocníky než přímou náhradu. Přestože oblast umělé inteligence postupuje mílovými kroky kupředu, zbývá stále ještě urazit dlouhou cestu, než se roboti stanou plně autonomními, dokáží samostatně racionálně myslet během zahájení nebo provádění úkolu a dokáží brát v úvahu všechny nepatrné nuance, které mohou při jeho vykonávání nastat. Vždy je zapotřebí určitá forma programování, protože roboti nedokážou sami rozhodnout, co nebo jak mají vykonávat.

Roboti byli původně navrženi pro oblast výroby, kde měli urychlit proces automatizace a přinést zlepšení s ohledem na účinnost provozu. Byli navrženi k provádění rutinních, opakujících se úkolů, a měli tak lidem umožnit, aby se věnovali činnostem, kde mohou využívat svou intuici a/nebo inteligenci. Roboti mohli sloužit také ke zvedání těžkých předmětů, které by přesahovalo lidské schopnosti a způsobovalo fyzické škody nebo zranění.

Partnerství, nikoli konkurence

Jednou z hlavních nevýhod spojených s nahrazováním lidí roboty je ztráta znalostí a dovedností, které si lidé osvojovali často v průběhu mnoha let. První roboti byli navrženi k vykonávání úkolů nezávisle na lidech, a to ve vlastním vyhrazeném prostoru. Byli naprogramováni, aby okamžitě přestali pracovat v případě narušení jejich prostoru, protože to by mohlo způsobit zranění pracovníků. Aby se zajistilo, že lidé a roboti od sebe zůstanou odděleni, používaly se fyzické zábrany a uzamykací systémy. Pokud nějaká osoba pronikne do pracovního prostoru robota, dojde k okamžitému zastavení jeho práce nebo alespoň k jejímu zpomalení na zlomek normální pracovní rychlosti, aby se zamezilo zranění osoby. Tito roboti mají většinou statickou konstrukci: na stacionární základně je instalováno robotické rameno.


Přiměřenější – a realističtější – pohled na roboty nám umožní, abychom v nich spatřovali spíše pomocníky než přímou náhradu.

Spolupracující roboti představují odlišnou kategorii. Namísto hranatého provedení s pravoúhlými nebo ostrými hranami, jak to bylo typické pro jejich předchůdce, se vyznačují spíše kulatými povrchy, které mají omezit škody způsobené při kontaktu s lidmi. Roboti často vykonávají opakující se činnosti při vysokých rychlostech. Proto zde stále existuje možnost nepříjemných zranění, pokud roboti a lidé pracují v těsné blízkosti vedle sebe. Protože roboti vykonávají směs různých úkolů, jsou ve většině případů zapotřebí neustálé lidské zásahy do jejich provozu.

Jak napovídá samotný název, nejsou spolupracující roboti určeni k samostatnému provádění úkolů, ale k tomu, aby doplňovali lidi při jejich úkolech. Obzvláště je to výhodné v průmyslových prostředích, pro která je typický malý objem produkce v kombinaci s širokou škálou součástí. Dobrým příkladem je spolupracující robot YuMi s dvěma rameny pro montáž malých součástek od společnosti ABB, jehož součástí jsou dvě flexibilní ruce s obratnými úchopy, systém podávání součástek, kamerový systém umísťování součástek a robotické řízení na špičkové úrovni.

Robot YuMi je navržen tak, aby pracoval bok po boku s lidmi – bez použití oddělovací klece. Díky citlivé zpětné vazbě regulace síly dokáže rychle reagovat, pokud se člověk nachází blíže, než je nastaveno při programování. Okamžitě pak dojde k utlumení provozu/pohybu, aby se předešlo jakémukoli zranění člověka. Robot YuMi se učí svým dovednostem spíše na základě výuky než pomocí programování. ABB spolupracuje na vývoji tohoto spolupracujícího robota se společností Kawasaki.


Spolupracující roboti nejsou určeni k samostatnému provádění úkolů, ale k tomu, aby doplňovali lidi při jejich úkolech.

 

Pro sklady i operační sály

Skupina výzkumníků rovněž společně vyvinula robotického asistenta ARMAR-6 určeného pro použití ve vysoce automatizovaných skladech (zákaznických logistických centrech) britského on-line supermarketu Ocado. Tento „cobot“ poskytuje pracovníkům údržby podporu při provádění úkolů, které přesahují jejich možnosti s ohledem na úroveň zručnosti nebo fyzické síly. V současnosti probíhá zkušební provoz robota ARMAR-6 v robotickém výzkumném zařízení společnosti Ocado.

K prvním profesím, které objevily přednosti robotů a začaly tyto technologie používat, patřili lékaři, obzvláště pak chirurgové. Chirurg sedí u konzoly umístěné v určité vzdálenosti od pacienta a ovládá robota pomocí joysticku. Jednou z hlavních výhod používání robota v chirurgii je naprostá absence chvění – v oblasti jemné chirurgie to představuje značnou výhodu.

Pokroky dosažené v této oblasti nyní ještě umocnil vývoj spolupracujícího robota od společnosti Medineering. Obsahuje polohovací rameno, na jehož konci se nachází mechatronické rozhraní pro připojení široké škály chirurgických robotů. Jako první má být sestrojen endoskop sloužící k zobrazování vnitřních dutin. Díky použití robota není zapotřebí další zdravotnický pracovník, jehož úkolem by bylo držet zařízení ve správné poloze, a to často po dlouhé časové úseky. Podle zprávy vypracované americkou výzkumnou organizací WinterGreen Research v roce 2015 lze v oblasti zdravotnických robotů očekávat nárůst z hodnoty 3,2 miliard dolarů v roce 2014 na hodnotu 20 miliard dolarů v roce 2021.

Chirurgičtí roboti neslouží jako náhrada lidských dovedností, ale umožňují chirurgovi zvýšit přesnost a rozšířit jeho možnosti. Ve srovnání s běžnými chirurgickými postupy se dosahuje vyšší přesnosti a menší řezné rány mají za následek menší jizvy, nižší ztráty krve a nižší zátěž pro danou tkáň. Je dokonce možné, že v budoucnosti mohou být miniaturní nanoroboti o velikosti buňky zaváděni do krevního oběhu, aby zajišťovali eliminaci rakovinových buněk nebo obnovu tkání.


Automatizace je klíčovým faktorem moderního průmyslového prostředí, jak se ukazuje při vývoji konceptu Průmyslu 4.0.

 

Stát se Robocopem

Spolupracující roboti mohou být lidskému tělu prospěšní zase jinými způsoby. Robotické exoskelety mohou usnadnit život zdravotně postiženým nebo starým lidem, ale také průmyslovým pracovníkům, kteří jsou vystaveni podmínkám vedoucím k opakovaným únavovým zraněním. Zranění jsou vážným problémem ohrožujícím průmyslové pracovníky a ročně si vyžádají náklady ve výši několika milionů britských liber.

Společnost BMW v současnosti provádí testování dvou exoskeletů v jednom ze svých závodů v USA. Vesta EksoWorks představuje exoskelet na podporu ramen a paží doplněný o opěrku hlavy. Je určena ke snížení námahy při neustálé práci s těžkými nástroji nad úrovní pasu. Zařízení Chairless Chair značky Noonee je určeno pro pracovníky, kteří musejí po dlouhé časové úseky pracovat v podřepu nebo vestoje. Zařízení se zafixuje na místě a snižuje tlak, kterému jsou vystavena kolena a nohy.

Automatizace je klíčovým faktorem moderního průmyslového prostředí, jak se to názorně ukazuje při vývoji konceptu Průmyslu 4.0 (zavádění počítačů na pracoviště), který je někdy označován jako čtvrtá průmyslová revoluce. Spolupracující roboti nemají nic společného s hrozivými obrazy vykreslenými autory science fiction. Jsou to nástroje, které mají lidem pomoci dělat jejich práci lépe, zbavit je námahy a jednotvárnosti spojené s opakujícími se úkoly na výrobních linkách a umožnit jim, aby se mohli co nejúčelněji věnovat svým každodenním aktivitám.

Peteris Sprogis, Distrelec

 

Další články

Průmysl 4.0
Inovace

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: