Een nieuw type robotbrein kan moderne fabrieken transformeren

Door Richard van Hooijdonk

Industriële robots zoals degene die Tesla-voertuigen of Nokia's 5G-basisstations assembleren, zijn een lust voor het oog.

Ze zijn essentieel voor productieautomatisering en leiden tot verbeterde productkwaliteit, kortere cyclustijden en lagere productiekosten.

Het is dus geen verrassing dat de wereldwijde markt voor industriële robotica naar verwachting in 2026 maar liefst $ 97,41 miljard zal bereiken naarmate de investeringen in deze technologie toenemen.

Maar niet iedereen profiteert van robots, aangezien hoge kosten en complexe implementatie een groot obstakel vormen voor veel bedrijven.

Terwijl bijvoorbeeld 90 procent van de bedrijven met een omzet van meer dan $ 1 miljard geavanceerde robotica-oplossingen heeft geïmplementeerd, blijven bedrijven met een omzet van minder dan $ 250 miljoen aanzienlijk achter.

Nieuwe robotsystemen zijn niet alleen duur, maar moeten ook worden afgehandeld door experts die vaak schaars zijn. De salarissen van hardware en personeel zijn echter niet eens de grootste kostenpost.

Ongeveer driekwart van de kosten van automatisering zijn in feite gerelateerd aan procesintegratie, waaronder het opzetten, trainen, onderhouden en oplossen van problemen met robots om ervoor te zorgen dat ze taken uitvoeren zoals gepland en correct worden opgenomen in de fabrieksinstelling.

Door procesintegratie goedkoper en eenvoudiger te maken, kan automatisering daarom voor een breder scala aan bedrijven toegankelijk worden gemaakt.

Belangrijke technologische doorbraken die het synthetische brein mogelijk maken
Massimiliano Moruzzi, een senior wetenschapper bij het 3D-ontwerp- en engineeringbedrijf Autodesk, heeft een gedurfd plan om betaalbare industriële robots te ontwikkelen.

Hij stelt het concept van een synthetisch brein voor, dat verwijst naar de specifieke combinatie van hardware, software en sensoren die robotsystemen in staat zou stellen om door ervaring te leren.

Een robot die dit nieuwe 'brein' gebruikt, kan zichzelf naar behoefte herprogrammeren en zo een machine worden die voor verschillende doeleinden wordt gebruikt.

Er zou een einde komen aan het tijdperk van apparaten met één taak en de industriële productie zou voorgoed veranderen.

Verschillende technologische ontwikkelingen hebben een dergelijk idee haalbaar gemaakt.

Ten eerste heeft een veldprogrammeerbare poortarray (FPGA), een hardwarecircuit dat door een gebruiker is geprogrammeerd om logische bewerkingen uit te voeren, nu betere interfaces en is het gemakkelijker te configureren.

Ten tweede is kunstmatige intelligentie zo geëvolueerd dat het de ervaring van de ene taak kan gebruiken en op een andere kan toepassen.

En ten derde worden sensoren steeds goedkoper, waardoor het kosteneffectief is om enorme hoeveelheden gegevens te verzamelen.

De workflow van een synthetisch brein bestaat dus uit AI die constant het FPGA-netwerk herprogrammeert terwijl de gegevens binnenstromen, en de robot voorbereidt op nieuwe taken.

Het oplossen van de uitdagingen van het huidige automatiseringsproces
En de nieuwe robots die bedrijven zoals Autodesk ontwikkelen, zouden niets zijn dat we ooit hebben gezien.

Licht, flexibel en energiezuinig, ze zouden snel kunnen bewegen en zelfs onze lichaamstaal en gezichtsuitdrukkingen kunnen lezen.

Mensen zouden met hen communiceren via een grafische interface en gesproken taal, en bijna elk bedrijf zou zich productieautomatisering kunnen veroorloven en gemakkelijk implementeren.

Dure procesintegratie zou verleden tijd zijn, het speelveld tussen kleine en grote bedrijven zou worden genivelleerd en de huidige knelpunten in de automatisering van de lopende band zouden worden opgelost.

Neem bijvoorbeeld de fabriek van Nokia in de Finse stad Oulu. Geautomatiseerde machines, een netwerk van sensoren, telepresence-robots en geo-trackingsystemen maken deel uit van een uitgebreid ontwerp waarbij slechts 100 medewerkers nodig zijn om geavanceerde 5G-basisstations te produceren.

En toch zijn de robots in deze miljoenenfabriek typisch machines voor één taak die zich niet gemakkelijk kunnen aanpassen aan de productie van andere producten.

De Tesla Gigafactory in Silicon Valley is ook een wonder van automatisering, aangezien CEO Elon Musk probeerde mensen bijna volledig te vervangen door robots.

Ongelukkig met de prestaties van robots in de complexe en veranderende fabrieksomgeving, verminderde Musk echter het gebruik van automatisering aan de lopende band.

Volledig functionerende synthetische hersentechnologie zou daarom de beperkingen kunnen overwinnen die inherent zijn aan moderne robots en het enorme potentieel van hightechfaciliteiten kunnen ontketenen.

Een enkele robot produceert stukken voor verschillende industrieën
Ten eerste zou een fabriek die wordt aangedreven door robots die zichzelf kunnen herprogrammeren om bijna alles te produceren, extreem kosteneffectief zijn.

Snellere installatie en herconfiguratie, evenals stabielere operaties van geavanceerde robots kunnen "besparingen tot 40 procent opleveren", zegt de Boston Consulting Group.

Bovendien zouden fabrieken productiever worden omdat ze zich gemakkelijk kunnen aanpassen aan een toenemend aantal productvariaties, productlanceringen en aangepaste ontwerpen.

De kwaliteit van producten zou ook verbeteren, omdat robots ervaringen uit het verleden gebruiken om hun activiteiten te verfijnen. En naarmate machines slimmer worden, zijn ze in staat meer taken uit te voeren in gevaarlijke omgevingen die een risico vormen voor menselijke werknemers.

Het is natuurlijk geen gemakkelijke opgave om dit punt te bereiken. Onderzoekers hebben misschien drie tot vijf jaar nodig om de eerste volledig functionerende 'synthetische hersenen'-robots te ontwikkelen.

Daarnaast hebben grote fabrikanten veel tijd en middelen nodig om hun productie-installaties opnieuw te configureren en werknemers om te scholen.

Maar zodra de transformatie is voltooid, zullen de veranderingen ingrijpend zijn, aangezien een enkele robot bijvoorbeeld componenten kan produceren voor de lucht- en ruimtevaart, de bouw en de auto-industrie.

Het potentieel van menselijke creativiteit ontketenen

Een punt bereiken waarop robots onze spraakopdrachten gehoorzamen en zichzelf automatisch herschikken om een ​​nieuw product te maken, lijkt misschien een te ambitieus idee.

Maar binnen een paar jaar zou synthetische hersentechnologie in feite een concurrentievoordeel kunnen bieden aan early adopters.

Automatisering van de productie zal naar verwachting ook betaalbaar worden voor kleine bedrijven, en zelfs mensen die zijn opgeleid in disciplines zoals aardrijkskunde of biologie kunnen gemakkelijk leren omgaan met geavanceerde robots.

Deze vooruitgang zal een nieuwe golf van menselijke creativiteit ontketenen en ons een reeks producten opleveren waar we nu alleen maar van kunnen dromen.

Auteur :Richard van Hooijdonk is trendwatcher, futurist en internationaal keynote spreker. Met zijn internationale onderzoeksteam onderzoekt hij technologische trends zoals robotica, drones, autonome transportsystemen en andere technologieën.