Revolutionaire robotische hersenen staart fabrieksautomatisering te herdefiniëren

Door Richard van Hooijdonk

Industriële robots zoals degene die Tesla-voertuigen of Nokia's 5G-basisstations monteren, zijn een spectacle om te zien.

Ze zijn cruciaal voor productie-automatisering en leiden tot verbeterde productkwaliteit, kortere cyclus tijden en lagere productiekosten.

Het is dan ook geen verrassing dat de wereldwijde markt voor industriële robotica verwacht wordt te groeien tot een enorme $97,41 miljard in 2026, naarmate investeringen in deze technologie oplopen.

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

Bijvoorbeeld, terwijl 90 procent van de bedrijven met een omzet boven de $1 miljard geavanceerde robotica-oplossingen hebben geïmplementeerd, lopen bedrijven met een omzet onder de $250 miljoen aanzienlijk achter.

Nieuwe robotische systemen zijn niet alleen duur, maar moeten ook worden bediend door experts die vaak schaars zijn. Hardware en personeelskosten zijn nog niet eens de grootste uitgave.

Rond drie kwart van de automatiseringskosten is eigenlijk gerelateerd aan procesintegratie, wat omvat inrichten, trainen, onderhouden en troubleshooten van robots om te zorgen dat ze taken uitvoeren zoals gepland en goed geïntegreerd zijn in de fabrieksomgeving.

Het goedkoper en eenvoudiger maken van procesintegratie zou ervoor kunnen zorgen dat automatisering toegankelijk wordt voor een breder scala aan bedrijven.

Belangrijke technologische doorbraken die de synthetische hersenen mogelijk maken

Massimiliano Moruzzi, een senior wetenschapper bij het 3D-ontwerp- en engineeringbedrijf Autodesk, heeft een ambitieus plan om betaalbare industriële robots te ontwikkelen.

Hij stelt het concept van een synthetische hersenen voor, wat verwijst naar de specifieke combinatie van hardware, software en sensoren die robotische systemen in staat zou stellen om te leren door ervaring.

Een robot die deze nieuwe „hersenen” gebruikt, zou zichzelf kunnen herprogrammeren zoals nodig, en zo een machine worden die voor diverse doeleinden gebruikt kan worden.

Het tijdperk van single-task apparaten zou ten einde gaan, en de industriële productie zou voor goed veranderen.

Verschillende technologische vooruitgang hebben zo'n idee haalbaar gemaakt.

Eerst, een field-programmable gate array (FPGA), een hardwarecircuit dat door een gebruiker geprogrammeerd wordt om logische operaties uit te voeren, heeft nu betere interfaces en is eenvoudiger te configureren.

Tweedens, kunstmatige intelligentie heeft zich ontwikkeld tot een punt waar het ervaring van de ene taak kan toepassen op een andere.

En derdens, sensoren zijn steeds goedkoper, wat het kosteneffectief maakt om enorme hoeveelheden data te verzamelen.

De workflow van een synthetische hersenen bestaat dus uit AI die constant het FPGA-netwerk herprogrammeert terwijl data binnenstroomt, en de robot voorbereidt op nieuwe taken.

De uitdagingen van het huidige automatiseringsproces oplossen

En de nieuwe robots die bedrijven als Autodesk ontwikkelen, zouden zijn als nog nooit te zien.

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

Mensen zouden met hen interacteren via een grafische interface en gesproken taal, en bijna elk bedrijf zou productie-automatisering kunnen betalen en eenvoudig implementeren.

Dure procesintegratie zou het verleden zijn, het speelveld tussen kleine en grote bedrijven geëgaliseerd, en de huidige knelpunten in montagebandautomatisering opgelost.

Neem als voorbeeld Nokia's fabriek in de Finse stad Oulu. Geautomatiseerde machines, een netwerk van sensoren, telepresentie-robots en geo-tracking systemen maken deel uit van een uitgebreid ontwerp dat slechts 100 werknemers nodig heeft om high-tech 5G-basisstations te produceren.

En toch zijn de robots in deze multi-miljard dollar faciliteit typisch single-task machines die niet gemakkelijk kunnen aanpassen aan de productie van andere producten.

De Tesla Gigafactory in Silicon Valley is ook een wonder van automatisering, want 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 het gebruik van automatisering op de montageband.

Volledig functionerende synthetische hersenentechnologie zou dus de inherent beperkingen van moderne robots kunnen overwinnen en het enorme potentieel van high-tech faciliteiten ontsluiten.

Een enkele robot produceert onderdelen voor verschillende industrieën

Voor een ding zou een fabriek aangedreven door robots die zichzelf kunnen herprogrammeren om bijna alles te produceren, extreem kosteneffectief zijn.

Snellere opzet en herconfiguratie, alsook stabielere operaties van geavanceerde robots zouden „besparingen van tot 40 procent” kunnen opleveren, aldus de Boston Consulting Group.

Bovendien zouden fabrieken productiever worden omdat ze gemakkelijk kunnen anticiperen op een stijgend aantal productvariaties, productlanceringen en aangepaste ontwerpen.

De productkwaliteit zou ook verbeteren, omdat robots eerdere ervaring gebruiken om hun operaties te verfijnen. En naarmate machines slimmer worden, zijn ze in staat om meer taken in gevaarlijke omgevingen uit te voeren die een risico vormen voor menselijke werknemers.

Natuurlijk is het bereiken van dit punt geen makkelijke klus. 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 productiefaciliteiten te herconfigureren en werknemers te heropleiden.

Maar zodra de transformatie voltooid is, zullen de veranderingen diepgaand zijn, want een enkele robot zou bijvoorbeeld onderdelen kunnen produceren voor de luchtvaart, bouw en auto-industrie.

Het potentieel van menselijke creativiteit vrijmaken

Een punt bereiken waar robots onze stemcommando's gehoorzamen en zich automatisch herschikken om een nieuw product te produceren, kan overdreven ambitieus lijken.

Maar over een paar jaar zou synthetische hersenentechnologie inderdaad een competitief voordeel kunnen bieden aan vroege adopters.

Productie-automatisering zou betaalbaar worden voor kleine bedrijven, en zelfs mensen opgeleid in disciplines als geografie of biologie zouden gemakkelijk kunnen leren hoe geavanceerde robots te bedienen.

Deze vooruitgang is ingesteld om een nieuwe golf van menselijke creativiteit los te laten en ons een reeks producten te geven waar we nu alleen van kunnen dromen.

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