L'imminente rivoluzione dei robot commerciali

Sintesi

I lettori di una generazione più "matura" che è cresciuta guardando i cartoni animati potrebbero ricordare lo spettacolo The Jetsons , in cui una famiglia di quattro persone, più il loro cane Astro, racconta la loro vita quotidiana a Orbit City nell'anno 2062, muovendosi in macchine volanti che al clic di un pulsante si ripiega in una piccola valigetta trasportabile a mano. Tra loro c'è Rosie, il robot domestico umanoide di Jetson che è la domestica e la governante. Rosie svolge tutti i compiti umili in casa ed è spesso vista rotolarsi sulle gambe delle ruote con un aspirapolvere in mano.

Rosie è solo uno di una lunga lista di personaggi robotici apparsi nella cultura pop nel corso dei decenni. Gli esseri umani hanno costantemente giocato ed esplorato l'idea di un futuro in cui i robot diventino parti normali della nostra vita, assumendo spesso compiti e faccende più umili. Tuttavia, un tale futuro finora non si è concretizzato, forse la cosa più vicina che abbiamo finora è il robot aspirapolvere Roomba.

In realtà, i robot hanno fatto incredibili progressi negli ultimi anni. Grazie ai miglioramenti nella visione artificiale, nella destrezza e anche nell'economia generale, le applicazioni di robotica sono diventate sempre più utili e più convenienti per una varietà di compiti ripetitivi e pesanti. Ma la maggior parte della crescita della robotica è avvenuta nelle applicazioni industriali, e quindi nascosta alla vista del grande pubblico. Ma grazie alle recenti scoperte nei campi dell'intelligenza artificiale, della meccatronica, dei sensori e delle batterie, ci sono forti ragioni per ritenere che è probabile che questo cambierà. Il focus di questo articolo sarà, quindi, sulle prospettive dei cosiddetti robot di servizio , ovvero il mercato dei robot più consumer e commercialmente orientato. Questa è probabilmente l'area di sviluppo più interessante per il futuro, in cui l'apprendimento autonomo e le piattaforme modulari stanno producendo gli impatti più rilevanti. Un futuro in cui Rosie il robot passa l'aspirapolvere in casa e cucina il nostro cibo per noi forse non è più un miraggio così lontano.

Cosa sono i robot di servizio?

In primo luogo, sono necessarie alcune definizioni chiarificatrici. E forse il miglior punto di partenza è con la domanda più fondamentale e generale di cosa sia un robot stesso . Identificare una definizione comune è difficile: se chiedi a tre diversi robotici, probabilmente otterrai una serie di risposte diverse. L'Oxford Dictionary definisce un robot come "una macchina in grado di eseguire automaticamente una serie complessa di azioni, in particolare una programmabile da un computer". Ma l'utilizzo di una definizione standard come questa può essere spesso insoddisfacente, poiché potrebbe, in teoria, implicare che molte macchine standard e di uso quotidiano potrebbero essere considerate robot. Ad esempio, una lavastoviglie o un bancomat sono macchine a cui vengono assegnati ordini programmabili e quindi eseguono una serie di azioni automaticamente. Ma sono davvero dei robot?

Una definizione più appropriata, a mio avviso, viene dalla robotica Anca Dragan della UC Berkeley, che definisce i robot come "un agente fisicamente incarnato artificialmente intelligente che può compiere azioni che hanno effetti sul mondo fisico". In parole povere, un robot è una macchina che raccoglie informazioni dall'ambiente circostante, le elabora e quindi esegue un'azione basata su queste informazioni. Usando la definizione di cui sopra, ci sono ancora molti tipi diversi di robot, tutti con aspetti e funzioni diversi. Ma ciò che li unisce è che condividono un insieme di elementi comuni come un sistema di controllo, una batteria, effettori finali, sensori, attuatori e un certo grado di intelligenza per comprendere e adattare le loro azioni all'ambiente circostante.

Esempi di robot moderni sono i robot collaborativi, che lavorano insieme agli esseri umani in uno spazio di lavoro condiviso e che sono in grado di percepire gli esseri umani che li circondano e adattare i loro movimenti di conseguenza. Altri robot moderni sono progettati per funzionare in modo autonomo come i veicoli a guida autonoma (AGV), che sono in grado di guidare intorno a un magazzino trasportando cose, o i droni che possono eseguire complesse attività di O&M o sono utilizzati per le consegne dell'ultimo miglio. Queste nuove generazioni di robot sono macchine affascinanti ed eccitanti destinate a cambiare il nostro modo di vivere in innumerevoli modi.

Robot industriali e di servizio

La International Federation of Robotics classifica i robot di oggi in due categorie principali: robot industriali e di servizio. Questa divisione è importante e utile perché distingue i robot in base al loro rapporto con le persone e il lavoro. Un robot industriale è il classico robot che pensiamo sia presente in una fabbrica, che i lettori probabilmente immagineranno con un braccio robotico che esegue un compito predefinito. I robot industriali stanno crescendo costantemente in termini di utilizzo e adozione (vedi figura sotto) e questo è un mercato entusiasmante e in rapida crescita.

I robot di servizio, d'altra parte, si estendono oltre il posto di lavoro ed entrano in un mondo di nuove entusiasmanti applicazioni che possono aiutare a migliorare sia la nostra vita quotidiana che quella lavorativa. Un robot di servizio "è un robot che esegue compiti utili per l'uomo o per le apparecchiature escluse le applicazioni di automazione industriale" (standard ISO IFR). Sono classificati in base al loro uso personale o professionale e assumono una gamma di forme diverse e hanno applicazioni varie e in evoluzione. I robot di servizio si stanno sviluppando grazie ai rilevanti progressi della robotica relativi alla cognizione, alla manipolazione e all'interazione e, a mio avviso, sono l'area di sviluppo più interessante per il futuro, in cui l'apprendimento autonomo e le piattaforme modulari stanno producendo i risultati e l'impatto più rilevanti.

Il boom in arrivo nelle applicazioni commerciali robotiche

Come accennato, ci sono una varietà di driver che supportano lo sviluppo e le prospettive di crescita futura dei robot di servizio. I più rilevanti sono: driver tecnologici, driver di mercato, driver di produttività e driver di sicurezza.

• Driver tecnologici: i miglioramenti nell'IA e nelle tecnologie dei sensori consentiranno un ulteriore sviluppo della robotica dando l'opportunità di sfruttarli in modi diversi e utili. I robot avranno sempre più la capacità di apprendere e adattarsi, ampliando le loro possibili applicazioni;
• Driver di mercato: a causa dell'elevata crescita prevista della domanda alimentare e dell'e-commerce, i robot avranno un ruolo importante nel supportare la produzione e altre attività dal lato dell'offerta. Infatti, l'uso di robot commerciali, come droni o veicoli a guida autonoma, può rendere molto più efficienti fattorie o magazzini, consentendo loro di stare al passo con la crescente domanda;
• Fattori di produttività: anche la necessità di una maggiore produttività per sostenere la crescita del PIL farà avanzare il settore. Nella maggior parte dei casi, i robot aumenteranno il potenziale umano, supportando gli esseri umani nelle loro attività, aumentando la produttività complessiva e guidando la crescita economica;
• Driver di sicurezza: un altro fattore che probabilmente farà avanzare il settore è che ci sono ancora molti lavori pericolosi, molti dei quali possono già essere svolti dai robot. Gli esperti affermano che i robot si occuperanno dei lavori noiosi, sporchi e pericolosi per gli esseri umani.

Dimensionamento del mercato dei robot di servizio

Le stime variano per quanto riguarda le dimensioni potenziali del mercato dei robot commerciali. In un rapporto del 2014, BCG ha stimato che il mercato globale della robotica (compresi i robot industriali) avrebbe raggiunto i 67 miliardi di dollari entro il 2025. È interessante notare che solo tre anni dopo hanno rivisto la loro stima al rialzo a 87 miliardi di dollari, guidata proprio da un forte aumento della loro stima per la dimensione del mercato commerciale e consumer (le stime sono state riviste al rialzo rispettivamente del 34% e del 156%). Come si può vedere nella figura seguente, BCG stima che sia il mercato commerciale che quello consumer varranno 23 miliardi di dollari ciascuno nel 2025, per il quale hanno dovuto aumentare la stima del 156% e del 34%.

Uno studio separato di Loup Ventures in collaborazione con IFR ha rilevato che il mercato dei robot commerciali nel 2017 si attesta a 6,4 miliardi di dollari con 256.335 unità vendute. Prevedono un totale di 1.310.181 unità totali vendute per un totale di $ 29,9 miliardi nel 2025 (23% CAGR), non così lontano dalla stima di BCG. Ciò che si distingue dalle stime riportate di seguito è che la maggior parte della crescita del valore sarà guidata dal segmento AGV, mentre i droni avranno il CAGR più alto nello stesso periodo.

Sono state effettuate molte ulteriori stime, con esiti che spesso divergono considerevolmente dalle cifre sopra riportate, ma condividono tutte un tratto comune: tutte proiettano una crescita significativa nel prossimo futuro.

Una cosa interessante da tenere a mente è che quando si pensa alle dimensioni del mercato, bisogna considerare non solo le unità vendute, ma anche la diffusione dei cosiddetti robots-as-a-service, dove il cliente paga un compenso per un servizio che facilita una perfetta integrazione di robot e dispositivi embedded in ambienti web e cloud computing. Secondo un rapporto IDC, entro il 2019, il 30% dei robot per servizi commerciali sarà sotto forma di robot-as-a-service e lo stesso rapporto afferma che entro il 2020, il 20% dei robot dipenderà da software basato su cloud per acquisire nuove competenze, portando a un ulteriore sviluppo di un mercato cloud di robotica, passando da $ 2,20 miliardi nel 2017 a $ 7,5 miliardi nel 2022

Come verranno utilizzati i robot commerciali?

Oggi esistono già diverse applicazioni per i robot di servizio. Considerando che i robot di servizio coprono tutto al di fuori delle applicazioni manifatturiere/industriali, questo può includere aree come il magazzino, l'assistenza sanitaria, l'agricoltura, la sicurezza e molti altri. Il LoweBot, ad esempio, è un robot lanciato dal rivenditore Lowe's nei suoi negozi della Bay Area che “è in grado di trovare prodotti in più lingue e navigare in modo efficace nel negozio. Poiché LoweBot aiuta i clienti con domande semplici, consente ai dipendenti di dedicare più tempo a offrire ai clienti le proprie competenze e conoscenze specialistiche. Inoltre, LoweBot è in grado di assistere con il monitoraggio dell'inventario in tempo reale, che aiuta a rilevare i modelli che potrebbero guidare le future decisioni aziendali". Altri esempi includono Savioke nello spazio dell'ospitalità o Locus Robotics nella movimentazione dei materiali nei magazzini.

Guardando al futuro, ci sono numerose applicazioni emergenti di robot di servizio, ma i segmenti in cui è prevista la maggior parte della crescita sono in AGV, droni, robot medici e robot da campo. Diamo un'occhiata a questi a turno.

Veicoli a guida autonoma (AGV)

Gli AGV sono l'applicazione commerciale più grande e promettente e si prevede che il mercato raggiungerà i 10 miliardi di dollari entro il 2025. A spingere in avanti il ​​mercato sono i progressi nella tecnologia di guida autonoma.

I primi AGV erano principalmente cablati (cioè collegati alla superficie) e per questo motivo erano relativamente poco flessibili e anche costosi da installare. Di recente, tuttavia, aziende come Fetch Robotics hanno introdotto AGV più flessibili e intelligenti, che sono in grado di prendere decisioni in situazioni mai incontrate prima. Questa flessibilità può produrre diversi vantaggi, tra cui la possibilità di ridurre gli incidenti, una maggiore produttività e costi inferiori.

Amazon è una delle aziende che ha utilizzato maggiormente gli AGV all'interno dei propri magazzini, grazie all'acquisizione di KIVA nel 2012. Guardando al futuro, nuove applicazioni AGV emergono continuamente come la scansione a scaffale eseguita da Bossa Nova Robotics. Anche gli UGV (veicoli terrestri senza pilota) stanno passando dall'essere principalmente applicazioni militari a quelle commerciali. Clearpath Robotics è una delle aziende leader in questo campo, sviluppando sia AGV che UGV.

Fetch Robotics AGV vs Clearpath Robotics UGV

Droni

I droni stanno rivoluzionando le operazioni aziendali in molti modi diversi. I droni possono essere utilizzati in attività di mappatura 3D, consegne dell'ultimo miglio, consegne mediche, attività di ispezione, trasmissione di dati, raccolta di video, assicurazioni residenziali o monitoraggio delle costruzioni. L'impatto dei droni nelle attività commerciali è stato, fino ad ora, ancora abbastanza limitato, in particolare considerando le stime di dove si dirigerà il mercato (PWC stima che il mercato varrà 127 miliardi di dollari). Ciò è dovuto a una serie di motivi, ma principalmente a causa di problemi normativi.

La maggior parte del valore generato dai droni nei prossimi anni sarà correlato ad attività di servizi a valore aggiunto come la raccolta, la gestione e l'analisi dei dati. Quando i droni autonomi espanderanno la loro presenza in operazioni commerciali, i droni creeranno approfondimenti basati sui dati raccolti e li tradurranno automaticamente in decisioni e azioni. Ancora una volta, Amazon è una delle aziende che scommette di più sui droni, tramite un progetto chiamato Amazon Prime Air . Amazon ha sviluppato diversi brevetti relativi ai droni, uno che ritrae un centro logistico multi-livello, un magazzino di droni in volo a 45.000 piedi in aria, un magazzino di droni sottomarino e una stazione di ricarica per droni.

Magazzino di droni aviotrasportati

Robot medici

Il potenziale dei robot nello spazio sanitario, soprattutto se combinato con l'IA, è enorme. Le applicazioni più interessanti sono relative ai robot chirurgici, ai robot per la riabilitazione e ai robot per il trasporto medico.

I robot chirurgici hanno già migliorato la chirurgia mininvasiva, riducendo i traumi del paziente. Grazie ai miglioramenti nella destrezza e nella visione artificiale, un robot può ora superare un chirurgo esperto nella stessa procedura. I robot riabilitativi, o esoscheletri, svolgono un ruolo importante nel miglioramento della qualità della vita delle persone con disabilità, contribuendo a migliorare la mobilità, la coordinazione e la forza.

I robot di trasporto medico sono in grado di navigare attraverso la struttura ospedaliera portando forniture, farmaci e pasti e ottimizzando la comunicazione tra medici, membri del personale e pazienti. Altre applicazioni rilevanti sono i robot di sanificazione e disinfezione che possono ridurre la possibilità di infezione e la possibilità di focolai di batteri mortali resistenti agli antibiotici, mentre i sistemi robotici di erogazione di prescrizioni possono ridurre gli errori nella distribuzione dei farmaci ai pazienti.

Robot chirurgico di Intuitive Surgical

Robot da campo

L'intelligenza artificiale e la robotica stanno prendendo piede anche nel settore agricolo, dove diverse startup (ad esempio Abundant Robotics o Harvest Automation) stanno guadagnando slancio. I VC stanno investendo quantità significative di capitale in questo spazio, con oltre 320 milioni di dollari investiti nel 2017. Attualmente, le principali applicazioni di robotica riguardano la raccolta e la raccolta, il controllo delle infestanti, la semina autonoma, l'irrorazione e il diradamento.

La raccolta e la raccolta sono attualmente probabilmente le applicazioni più diffuse nella robotica da campo, dove i robot vengono utilizzati nelle serre, ma anche per raccogliere frutta e verdura. Si sta espandendo anche il controllo delle erbe infestanti, che offre l'opportunità di ridurre l'uso di pesticidi negli allevamenti, con soluzioni come quella di Ecorobotix.

I progressi nella visione artificiale stanno anche portando allo sviluppo di semina, irrorazione e diradamento autonome, mentre altri sviluppi interessanti stanno avvenendo nell'industria alimentare più in generale, dove i robot sono stati applicati all'interno di ristoranti come Miso Robotics, o per la consegna di cibo come Starship.

Robot per il controllo delle infestanti di Ecorobotix

Una rivoluzione robotica?

Come si spera ormai, è probabile che nei prossimi decenni i robot svolgeranno ruoli sempre più importanti nella nostra vita quotidiana. La maggior parte dei progressi riguarderà l'ulteriore sviluppo dell'intelligenza artificiale, della visione artificiale, dei sensori, della navigazione e della tecnologia dei semiconduttori.

Ma mentre il futuro sembra luminoso, ci sono alcune nuvole all'orizzonte. Una delle maggiori minacce allo sviluppo del settore si presenta senza dubbio sotto forma di rischio normativo. Come molti lettori già sapranno, c'è stato un crescente dibattito sulla robotica e sull'intelligenza artificiale, con un'enfasi particolare sugli effetti che i robot avranno sulla nostra forza lavoro.

Il mio personale punto di vista sull'argomento è che i robot aumentano la produttività e la competitività delle aziende che li adottano. Questo aumento della produttività può e deve portare ad un aumento dei salari medi, che dovrebbe aumentare la domanda, creando di fatto nuove opportunità di lavoro. L'impatto principale, come è stato dimostrato da diversi studi di Graetz e Michaels (London School of Economics) o di Bessem (Boston University School of Law), dell'adozione di robot e automazione è il passaggio dalla manodopera qualificata di livello medio/basso , alla manodopera più qualificata, determinando così anche un aumento degli stipendi complessivi. In questo modo, la robotica può essere vista come un modo per eliminare o ridurre i lavori più umili e pericolosi nelle nostre economie e consentire uno spostamento verso attività più creative e intellettuali.

Il problema principale, tuttavia, è che il passaggio a un lavoro più qualificato ovviamente non sarà automatico e richiederà sforzi relativi all'istruzione e alla riqualificazione di alcuni tipi di lavori, come delineato in un rapporto Mckinsey del 2017. Questo sforzo rieducativo deve essere guidato dai governi così come dalle aziende che guidano la rivoluzione tecnologica, e questa è l'azione più importante che deve essere intrapresa se l'imminente rivoluzione robotica deve avere successo.

Pensieri di separazione: il divario di abilità

Nonostante le preoccupazioni per gli effetti dell'automazione e della robotica sui posti di lavoro, la realtà attuale e prevedibile è che esiste di fatto un chiaro divario di competenze e che molte aziende non sono in grado di riempire i posti vacanti a causa della mancanza di candidati qualificati per queste posizioni relative a futura tecnologia robotica. La Commissione Europea, ad esempio, ha previsto che l'Europa potrebbe far fronte a una carenza fino a 750mila lavoratori qualificati ICT entro il 2020, ponendo lo sviluppo delle competenze digitali al centro della loro strategia per il mercato del lavoro dell'UE.

Negli Stati Uniti è stato previsto che colmare il divario di competenze in robotica e intelligenza artificiale potrebbe colmare circa 1 milione di nuovi posti di lavoro, ma solo se iniziative pubbliche e private su larga scala metteranno in contatto i lavoratori con la formazione di cui hanno bisogno. Colmare il divario di competenze richiederà legami più stretti tra le aziende e gli istituti di istruzione al fine di identificare ed equipaggiare i lavoratori per questi nuovi lavori più richiesti e guidare meglio gli studenti su quali corsi hanno il maggior potenziale per le loro carriere.

A tal fine, il World Economic Forum ha lanciato un'iniziativa volta a sostenere le attività sviluppate da aziende e istituzioni educative per riqualificare e riqualificare la forza lavoro per le economie di domani, anche in campi come la robotica e l'automazione. Gli investimenti nella robotica dovrebbero essere sostenuti da investimenti nel capitale umano per ridurre l'attuale divario di competenze e consentire alle aziende di beneficiare di un maggiore livello di interazione e complementarità tra uomo e macchina, contribuendo così a guidare la crescita economica e il miglioramento della produttività.