Automatisering en robotica: De toekomst van de industrie herschreven

Ik heb weer een intense maand achter de rug, met het verslaggeven over slimme software en gadgets die stap voor stap taken overnemen die voorheen voor mensen waren gereserveerd. Deze taken variëren van saaie materiaalhantering tot hooggespecialiseerd engineering-ontwerp. Het doet me nadenken over hoe onze wereld van productie en engineering beïnvloed zal worden door al deze artificiële intelligentie. Het gaat niet alleen om hardware-gebaseerde robots die materiaal verplaatsen, onderdelen monteren en bewerken. Geavanceerde software-bots, onder de paraplu-term "generatief ontwerp", nemen engineering-functies over en stellen ontwerpen voor voor beugels, vleugelvleugels en voertuig-chassis.

Moeten we ons zorgen maken?

Zullen deze zelfrijdende machines (en engineering-software) ons vervangen – mensen die ons brood verdienen in de industriële en productiesector?

Dat is de natuurlijke menselijke reactie. Voortgang in slimme software, robotautomatisering, visiesystemen en kunstmatige intelligentie (AI) lijkt te versnellen. Sombere voorspellingen zijn gemakkelijk te vinden. Ik schrijf dit net teruggekeerd van een vakbeurs, de ATX West-tentoonstelling in Anaheim, CA, waar ik letterlijk hectaren steeds slimmere robotica en intelligente automatisering zag. Ik zag zelfs een robot tafeltennis spelen tegen een mens, en het hield zich redelijk goed tegen een behoorlijke speler. Collaboratieve robots, of cobots, zijn gang en gae, vaak uitgerust met visie zodat ze kunnen zien en reageren op flexibele omstandigheden, net als een mens (zie mijn artikel op pagina 58). Hoe kunnen we voorspellen wat met ons zal gebeuren?

Optimalisme met waarschuwingen

Ik heb geleerd dat het type voorspellingen dat een persoon maakt, afhangt van hun persoonlijkheid, en ik ben van nature een optimist. In het geval van robots en automatisering denk ik dat een optimistische blik gerechtvaardigd is, met enkele waarschuwingen. Optimaal gezien zullen ingenieurs en productieprofessionals in hoge vraag blijven. Een waarschuwing is dat hun werk zal veranderen. Ze zullen niet vervangen worden, maar geëmpowerd – en in die empowerment moeten ze hun waarde in het productieproces heroverwegen.

Generatief ontwerp: De mens blijft cruciaal

Een goed voorbeeld is generatief ontwerp, een verzameling softwaretechnologieën die ik ook behandel en die ingenieurs helpen een ontwerp te specificeren. Een voorbeeld is topologie-optimalisatie, een softwaretechniek die door veel leveranciers wordt aangeboden en die wiskundig het sterkste fysieke ontwerp vindt met de minste hoeveelheid materiaal. De mens stelt een initiële, blokkerige vorm voor, specificeert de belasting en materiaaleigenschappen, en de software itereert tot hij de lichtste oplossing vindt. Vaak lijken de resulterende vormen organisch, alsof ze door de natuur geproduceerd zijn. Additieve productie kan deze organische vormen produceren, of de vorm kan worden aangepast om te passen bij traditionele productietechnieken. Met lichte aanpassingen aan outputs en drempels kan de computer honderden ontwerpen van verbazingwekkende complexiteit produceren – veel sneller dan een mens met een CAD-programma.

De les van generatief ontwerp is belangrijk: de menselijke ontwerpingenieur moet de inputs zorgvuldig specificeren en de output evalueren. Hij of zij moet expert zijn in het kiezen van die inputs, het begrijpen van hun praktische beperkingen, en het evalueren van de outputs om het beste ontwerp te selecteren – een ontwerp dat voldoet aan criteria die alleen een mens kan begrijpen. Het voordeel is dat het voor een mens onpraktisch zou zijn om sommige van deze organisch ogende onderdelen te ontwerpen, zelfs als ze wisten hoe. Een slimme software-bot, in samenwerking met een mens, kan een beter onderdeel produceren dan een mens alleen. De bot versterkt de mens in plaats van hem te vervangen. Dit proces vereist wel dat de mens expert wordt in andere, misschien nieuwe dingen. Als ze zich niet kunnen aanpassen, worden ze minder nuttig als ingenieur.

Samenwerking, geen vervanging

Tijdens ATX West benadrukten veel robotleveranciers dat ze niet probeerden mensen te vervangen, maar automatisering wilden laten samenwerken met hen. Ik denk dat ze eerlijk waren. De voorbehoud: mensen zullen zich moeten aanpassen en veranderen.