Nadchodząca rewolucja robotów komercyjnych

Podsumowanie wykonawcze

Czytelnicy z bardziej „dojrzałego” pokolenia, które dorastały oglądając bajki, mogą pamiętać program The Jetsons , w którym czteroosobowa rodzina wraz ze swoim psem Astro zajmuje się codziennym życiem w Orbit City w roku 2062, poruszając się latającymi samochodami które po kliknięciu przycisku składają się w małą, przenośną ręcznie teczkę. Wśród nich jest Rosie, humanoidalny robot domowy Jetsonów, który jest pokojówką i gospodynią domową. Rosie wykonuje wszystkie służebne prace w domu i często jest widziana, jak tarza się na nogach z odkurzaczem w dłoni.

Rosie to tylko jedna z długiej listy robotycznych postaci, które pojawiły się w popkulturze na przestrzeni dziesięcioleci. Ludzie konsekwentnie bawili się i badali ideę przyszłości, w której roboty staną się normalną częścią naszego życia, często przejmując bardziej służebne zadania i obowiązki. Niemniej jednak taka przyszłość jak dotąd nie zmaterializowała się, być może najbliższą rzeczą, jaką mamy do tej pory, jest robot próżniowy Roomba.

W rzeczywistości roboty poczyniły w ostatnich latach niesamowite postępy. Dzięki ulepszeniom w zakresie widzenia komputerowego, zręczności, a także ogólnej ekonomii, zastosowania robotyki stają się coraz bardziej przydatne i wygodniejsze w przypadku różnorodnych powtarzalnych i ciężkich zadań. Jednak większość rozwoju robotyki nastąpiła w zastosowaniach przemysłowych, a więc ukryta przed opinią publiczną. Jednak dzięki niedawnym przełomom w dziedzinie sztucznej inteligencji, mechatroniki, czujników i baterii istnieją silne powody, by sądzić, że prawdopodobnie się to zmieni. Dlatego w tym artykule skupimy się na perspektywach tzw. robotów usługowych , czyli bardziej konsumenckiego i komercyjnego rynku robotów. Jest to prawdopodobnie najbardziej interesujący obszar rozwoju w przyszłości, w którym autonomiczne uczenie się i modułowe platformy wywierają najistotniejsze skutki. Przyszłość, w której robot Rosie odkurza dom i gotuje dla nas jedzenie, nie jest już chyba tak odległym mirażem.

Co to są roboty serwisowe?

Po pierwsze, kilka definicji wyjaśniających jest w porządku. I być może najlepiej zacząć od bardziej podstawowego i ogólnego pytania, czym jest sam robot . Zidentyfikowanie wspólnej definicji jest trudne: jeśli zapytasz trzech różnych robotników, prawdopodobnie otrzymasz szereg różnych odpowiedzi. Oxford Dictionary definiuje robota jako „maszynę zdolną do automatycznego wykonywania złożonych serii działań, zwłaszcza tych programowalnych przez komputer”. Jednak użycie standardowej definicji, takiej jak ta, może być często niezadowalające, ponieważ może teoretycznie sugerować, że wiele standardowych maszyn codziennego użytku można uznać za roboty. Na przykład zmywarka lub bankomat to maszyny, które otrzymują programowalne polecenia, a następnie automatycznie wykonują szereg czynności. Ale czy to naprawdę roboty?

Moim zdaniem bardziej odpowiednia definicja pochodzi od robotyki Anki Dragan z UC Berkeley, która definiuje roboty jako „fizycznie ucieleśniony, sztucznie inteligentny agent, który może podejmować działania, które mają wpływ na świat fizyczny”. Mówiąc prościej, robot to maszyna, która zbiera informacje z otoczenia, przetwarza je, a następnie na podstawie tych informacji wykonuje akcję. Stosując powyższą definicję, nadal istnieje wiele różnych typów robotów, wszystkie o różnych wyglądach i funkcjach. Ale to, co je łączy, to to, że mają wspólny zestaw wspólnych elementów, takich jak system sterowania, bateria, efektory końcowe, czujniki, siłowniki i pewien stopień inteligencji, aby zrozumieć i dostosować swoje działania do otoczenia.

Przykładami nowoczesnych robotów są roboty współpracujące, które współpracują z ludźmi we wspólnej przestrzeni roboczej i są w stanie postrzegać ludzi wokół nich i odpowiednio dostosowywać ich ruchy. Inne nowoczesne roboty są zaprojektowane do pracy autonomicznej, jak Autonomous Guided Vehicles (AGV), które są w stanie poruszać się po magazynie transportując rzeczy, lub drony, które mogą wykonywać złożone czynności O&M lub są wykorzystywane do dostaw na ostatniej mili. Te nowsze generacje robotów to fascynujące i ekscytujące maszyny, które mają zmienić nasz sposób życia na niezliczone sposoby.

Roboty przemysłowe a roboty serwisowe

Międzynarodowa Federacja Robotyki dzieli dzisiejsze roboty na dwie główne kategorie: roboty przemysłowe i roboty usługowe. Ten podział jest ważny i użyteczny, ponieważ wyróżnia roboty na podstawie ich relacji z ludźmi i pracą. Robot przemysłowy to klasyczny robot, o którym myślimy, że jest obecny w fabryce, który czytelnicy prawdopodobnie wyobrażają sobie z robotem (ramionami) wykonującym określone zadanie. Roboty przemysłowe stale rosną w użyciu i wdrażaniu (patrz rysunek poniżej), a jest to ekscytujący i szybko rozwijający się rynek.

Z drugiej strony roboty usługowe wykraczają poza miejsce pracy i wkraczają w świat ekscytujących nowych aplikacji, które mogą poprawić zarówno nasze codzienne życie, jak i nasze życie zawodowe. Robot usługowy „to robot, który wykonuje użyteczne zadania dla ludzi lub sprzętu z wyłączeniem zastosowań automatyki przemysłowej” (norma ISO IFR). Są one klasyfikowane według ich osobistego lub zawodowego użytku, przybierają różne formy i mają różnorodne i ewoluujące zastosowania. Roboty usługowe rozwijają się dzięki odpowiednim postępom w robotyce związanej z poznaniem, manipulacją i interakcją, i moim zdaniem są najbardziej interesującym obszarem rozwoju w przyszłości, gdzie autonomiczne uczenie się i modułowe platformy przynoszą najbardziej odpowiednie wyniki i wpływ.

Nadchodzący boom w robotycznych zastosowaniach komercyjnych

Jak wspomniano, istnieje wiele czynników, które wspierają rozwój i przyszłe perspektywy wzrostu robotów usługowych. Najważniejsze z nich to: czynniki technologiczne, czynniki rynkowe, czynniki stymulujące produktywność i czynniki bezpieczeństwa.

• Sterowniki technologiczne: udoskonalenia technologii sztucznej inteligencji i czujników umożliwią dalszy rozwój robotyki, dając możliwość wykorzystania ich na różne i użyteczne sposoby. Roboty będą w coraz większym stopniu miały zdolność uczenia się i dostosowywania, poszerzając ich możliwe zastosowania;
• Czynniki rynkowe: Ze względu na przewidywany wysoki wzrost popytu na żywność i handel elektroniczny roboty będą odgrywać główną rolę we wspieraniu produkcji i innych działań po stronie podaży. W rzeczywistości wykorzystanie robotów komercyjnych, takich jak drony lub autonomiczne pojazdy sterowane, może znacznie zwiększyć wydajność farm lub magazynów, pozwalając im nadążyć za rosnącym popytem;
• Czynniki napędzające produktywność: Potrzeba wyższej produktywności w celu wsparcia wzrostu PKB będzie również napędzać rozwój branży. Roboty w większości przypadków zwiększą potencjał ludzki, wspierając ludzi w ich działaniach, zwiększając ogólną produktywność i napędzając wzrost gospodarczy;
• Kierowcy bezpieczeństwa: Innym czynnikiem, który może popchnąć branżę do przodu, jest to, że wciąż istnieje wiele niebezpiecznych miejsc pracy, z których wiele może już być wykonywanych przez roboty. Eksperci twierdzą, że roboty przejmą nudne, brudne i niebezpieczne prace dla ludzi.

Określanie rynku robotów serwisowych

Szacunki różnią się w zależności od potencjalnej wielkości rynku robotów komercyjnych. W raporcie z 2014 r. BCG oszacowało, że globalny rynek robotyki (tj. w tym robotów przemysłowych) osiągnie poziom 67 miliardów dolarów do 2025 r. Co ciekawe, zaledwie trzy lata później skorygowali swoje szacunki w górę do 87 miliardów dolarów, napędzane właśnie przez duży wzrost ich szacunków dla wielkości rynku handlowego i konsumenckiego (szacunki zostały zrewidowane w górę odpowiednio o 34% i 156%). Jak widać na poniższym wykresie, BCG szacują, że zarówno rynek komercyjny, jak i konsumencki będą warte 23 miliardy dolarów każdy w 2025 roku, dla których musieli podnieść szacunki o 156% i 34%.

Oddzielne badanie przeprowadzone przez Loup Ventures we współpracy z IFR wykazało, że rynek robotów komercyjnych w 2017 roku wynosi 6,4 miliarda dolarów, przy sprzedaży 256 335 sztuk. Przewidują łącznie 1310181 sprzedanych jednostek za łączną kwotę 29,9 mld USD w 2025 r. (23% CAGR) – nie tak daleko od szacunków BCG. Na tle przedstawionych poniżej szacunków wyróżnia się to, że większość wzrostu wartości będzie napędzana przez segment AGV, podczas gdy Drony będą miały najwyższy CAGR w tym samym okresie.

Dokonano wielu dodatkowych szacunków, których wyniki często znacznie odbiegają od przedstawionych powyżej liczb, ale wszystkie mają wspólną cechę: wszystkie przewidują znaczny wzrost w nadchodzącej przyszłości.

Ciekawą rzeczą, o której należy pamiętać, jest to, że zastanawiając się nad wielkością rynku, należy brać pod uwagę nie tylko sprzedane jednostki, ale także rozpowszechnienie tzw. robotów jako usługi, gdzie klient płaci za usługa, która ułatwia bezproblemową integrację robotów i urządzeń wbudowanych ze środowiskami internetowymi i chmurowymi. Według raportu IDC, do 2019 r. 30% robotów usług komercyjnych będzie w formie robota jako usługi, a ten sam raport stwierdza, że ​​do 2020 r. 20% robotów będzie zależeć od oprogramowania opartego na chmurze, aby nabyć nowe umiejętności, co doprowadzi do dalszego rozwoju rynku robotyki w chmurze, z 2,20 mld USD w 2017 r. do 7,5 mld USD w 2022 r.

Jak będą używane roboty komercyjne?

Obecnie istnieje już kilka różnych zastosowań robotów usługowych. Biorąc pod uwagę, że roboty usługowe obejmują wszystko poza zastosowaniami produkcyjnymi/przemysłowymi, może to obejmować takie obszary, jak magazynowanie, opieka zdrowotna, rolnictwo, bezpieczeństwo i wiele innych. Na przykład LoweBot to robot wprowadzony przez detalistę Lowe's w sklepach w Bay Area, który „jest w stanie znaleźć produkty w wielu językach i skutecznie poruszać się po sklepie. Ponieważ LoweBot pomaga klientom w prostych pytaniach, umożliwia pracownikom spędzanie większej ilości czasu na oferowaniu klientom swojej wiedzy specjalistycznej i specjalistycznej. Co więcej, LoweBot jest w stanie pomóc w monitorowaniu zapasów w czasie rzeczywistym, co pomaga wykrywać wzorce, które mogą kierować przyszłymi decyzjami biznesowymi”. Inne przykłady to Savioke w przestrzeni hotelarskiej lub Locus Robotics w obsłudze materiałów w magazynach.

Patrząc w przyszłość, pojawia się wiele nowych zastosowań robotów usługowych, ale segmenty, w których spodziewany jest największy wzrost, to AGV, drony, roboty medyczne i roboty terenowe. Spójrzmy na to po kolei.

Autonomiczne pojazdy kierowane (AGV)

Pojazdy AGV są największym i najbardziej obiecującym zastosowaniem komercyjnym, a do 2025 r. rynek ma osiągnąć wartość 10 miliardów dolarów. Napędzają go postępy w technologii autonomicznej jazdy.

Wczesne pojazdy AGV były głównie okablowane (czyli połączone z powierzchnią) iz tego powodu były stosunkowo mało elastyczne, a także drogie w instalacji. Ostatnio jednak bardziej elastyczne i inteligentne AGV zostały wprowadzone przez firmy takie jak Fetch Robotics, które są w stanie podejmować decyzje w sytuacjach, z którymi nigdy wcześniej się nie spotkały. Ta elastyczność może przynieść różne korzyści, w tym możliwość zmniejszenia liczby wypadków, wyższej wydajności i niższych kosztów.

Amazon jest jedną z firm, które w największym stopniu wykorzystały AGV w swoich magazynach, dzięki przejęciu KIVA w 2012 roku. Patrząc w przyszłość, stale pojawiają się nowe aplikacje AGV, takie jak skanowanie półek wykonywane przez Bossa Nova Robotics. UGV (bezzałogowe pojazdy naziemne) również przechodzą z zastosowań głównie wojskowych do zastosowań komercyjnych. Clearpath Robotics to jedna z wiodących firm w tej dziedzinie, rozwijająca zarówno pojazdy AGV, jak i UGV.

Fetch Robotics AGV vs Clearpath Robotics UGV

Drony

Drony rewolucjonizują operacje biznesowe na wiele różnych sposobów. Drony mogą być wykorzystywane w działaniach mapowania 3D, dostawach ostatniej mili, dostawach medycznych, czynnościach inspekcyjnych, transmisji danych, rejestracji wideo, ubezpieczeniach mieszkaniowych lub monitoringu budowy. Wpływ dronów na działalność komercyjną był do tej pory dość ograniczony, zwłaszcza biorąc pod uwagę szacunki, w jakim kierunku zmierza rynek (PWC szacuje, że rynek będzie wart 127 miliardów dolarów). Dzieje się tak z różnych powodów, ale głównie ze względu na kwestie regulacyjne.

Większość wartości generowanej przez drony w nadchodzących latach będzie związana z działaniami serwisowymi o wartości dodanej, takimi jak zbieranie danych, zarządzanie i analiza. Kiedy autonomiczne drony rozszerzą swoją obecność na operacje komercyjne, drony będą tworzyć spostrzeżenia na podstawie zebranych danych i automatycznie przekładać je na decyzje i działania. Ponownie Amazon jest jedną z firm, które najwięcej stawiają na drony, za pośrednictwem projektu o nazwie Amazon Prime Air . Amazon opracował różne patenty związane z dronami, jeden przedstawiający wielopoziomowe centrum logistyczne, powietrzny magazyn dronów 45 000 stóp nad ziemią, podwodny magazyn dronów i stację ładowania dronów.

Magazyn dronów powietrznych

Roboty medyczne

Potencjał robotów w obszarze opieki zdrowotnej, zwłaszcza w połączeniu z AI, jest ogromny. Najciekawsze zastosowania dotyczą robotów chirurgicznych, rehabilitacyjnych i transportu medycznego.

Roboty chirurgiczne już ulepszyły chirurgię minimalną inwazyjną, zmniejszając uraz pacjenta. Dzięki poprawie zręczności i widzenia komputerowego robot może teraz przewyższyć doświadczonego chirurga w tej samej procedurze. Roboty rehabilitacyjne, czyli egzoszkielety, odgrywają ważną rolę w poprawie jakości życia osób niepełnosprawnych, pomagając poprawić mobilność, koordynację i siłę.

Roboty transportu medycznego są w stanie poruszać się po szpitalu, przynosząc zapasy, leki i posiłki oraz optymalizując komunikację między lekarzami, członkami personelu i pacjentami. Inne istotne zastosowania to roboty sanitarne i dezynfekcyjne, które mogą zmniejszyć prawdopodobieństwo infekcji i ryzyko wybuchu epidemii śmiertelnych bakterii opornych na antybiotyki, podczas gdy zautomatyzowane systemy wydawania leków na receptę mogą ograniczyć błędy w dystrybucji leków wśród pacjentów.

Robot chirurgiczny firmy Intuitive Surgical

Roboty polowe

Sztuczna inteligencja i robotyka zdobywają również pozycję w branży rolniczej, gdzie kilka startupów (np. Abundant Robotics czy Harvest Automation) nabiera rozpędu. VC inwestują znaczne kwoty kapitału w tę przestrzeń, zainwestując ponad 320 milionów dolarów w 2017 roku. Obecnie główne zastosowania robotyki to zbiór i zbiór, kontrola chwastów, autonomiczny siew, opryskiwanie i przerzedzanie.

Zbiór i zbiór to obecnie prawdopodobnie najbardziej rozpowszechnione zastosowania w robotyce polowej, gdzie roboty są używane w szklarniach, ale także do zbierania owoców i warzyw. Rozwija się również zwalczanie chwastów, co daje możliwość ograniczenia stosowania pestycydów w gospodarstwach dzięki rozwiązaniom takim jak rozwiązanie firmy Ecorobotix.

Postępy w zakresie wizji komputerowej prowadzą również do rozwoju autonomicznego wysiewu, opryskiwania i przerzedzania, podczas gdy inne interesujące wydarzenia mają miejsce w szerszym przemyśle spożywczym, gdzie roboty zostały zastosowane w restauracjach, takich jak Miso Robotics, lub do dostarczania żywności, jak Starship.

Robot do zwalczania chwastów firmy Ecorobotix

Rewolucja robotów?

Miejmy nadzieję, że w nadchodzących dziesięcioleciach roboty będą odgrywać coraz ważniejszą rolę w naszym codziennym życiu. Większość postępów będzie związana z dalszym rozwojem sztucznej inteligencji, wizji komputerowej, czujników, nawigacji i technologii półprzewodnikowej.

Ale chociaż przyszłość rysuje się w jasnych barwach, na horyzoncie widać kilka chmur. Jednym z największych zagrożeń dla rozwoju sektora jest niewątpliwie ryzyko regulacyjne. Jak wielu czytelników być może już zdaje sobie sprawę, nasiliła się debata na temat robotyki i sztucznej inteligencji, ze szczególnym naciskiem na wpływ, jaki roboty będą miały na naszą siłę roboczą.

Mój osobisty punkt widzenia na ten temat jest taki, że roboty zwiększają produktywność i konkurencyjność firm, które je stosują. Ten wzrost wydajności może i powinien prowadzić do wzrostu średnich wynagrodzeń, co powinno zwiększać popyt, faktycznie tworząc nowe możliwości pracy. Jak wykazały różne badania przeprowadzone przez Graetza i Michaelsa (London School of Economics) lub Bessem (Boston University School of Law), przyjęcie robotów i automatyzacji polega na odejściu od nisko/średnio wykwalifikowanej siły roboczej , do pracowników o wyższych kwalifikacjach, co również prowadzi do wzrostu ogólnych wynagrodzeń. W ten sposób robotykę można postrzegać jako sposób na wyeliminowanie lub zredukowanie mniej uciążliwych i niebezpiecznych miejsc pracy w naszych gospodarkach oraz umożliwienie przejścia na bardziej kreatywne i intelektualne działania.

Głównym problemem jest jednak to, że przejście do pracy wymagającej wyższych kwalifikacji nie będzie oczywiście automatyczne i będzie wymagało wysiłków związanych z edukacją i przekwalifikowaniem niektórych rodzajów zawodów, jak przedstawiono w raporcie Mckinsey z 2017 roku. Ten wysiłek reedukacyjny musi być prowadzony zarówno przez rządy, jak i firmy napędzające rewolucję technologiczną, a to jest najważniejsze działanie, jakie należy podjąć, jeśli zbliżająca się rewolucja robotyki ma odnieść sukces.

Pożegnalne myśli: luka w umiejętnościach

Pomimo obaw o wpływ automatyzacji i robotyki na miejsca pracy, obecna i przewidywalna rzeczywistość jest taka, że ​​w rzeczywistości istnieje wyraźna luka w umiejętnościach, a wiele firm nie jest w stanie obsadzić wakatów ze względu na brak wykwalifikowanych kandydatów na te stanowiska związane z przyszłej technologii robotycznej. Na przykład Komisja Europejska przewidziała, że ​​do 2020 r. Europa może stanąć w obliczu niedoboru nawet 750 tys. wykwalifikowanych pracowników ICT, umieszczając rozwój umiejętności cyfrowych w centrum swojej strategii dotyczącej rynku pracy UE.

W Stanach Zjednoczonych przewiduje się, że wypełnienie luki w umiejętnościach w zakresie robotyki i sztucznej inteligencji może zapełnić około miliona nowych miejsc pracy, ale tylko wtedy, gdy zakrojone na szeroką skalę inicjatywy publiczne i prywatne zapewnią pracownikom wymagane szkolenie. Zlikwidowanie luki w umiejętnościach będzie wymagało ściślejszych powiązań między przedsiębiorstwami i instytucjami edukacyjnymi, aby zidentyfikować i wyposażyć pracowników do tych nowych, bardziej wymagających zawodów oraz lepiej pokierować studentami, na których kursach ma największy potencjał dla ich kariery.

W tym celu Światowe Forum Ekonomiczne podjęło inicjatywę mającą na celu utrzymanie działań opracowanych przez firmy i instytucje edukacyjne w celu przekwalifikowania i podniesienia kwalifikacji siły roboczej dla gospodarek jutra, w tym w dziedzinach takich jak robotyka i automatyzacja. Inwestycje w robotykę powinny być wspierane przez inwestycje w kapitał ludzki, aby ograniczyć obecną lukę w umiejętnościach i umożliwić firmom czerpanie korzyści z większego poziomu interakcji i komplementarności między ludźmi i maszynami, pomagając w ten sposób stymulować wzrost gospodarczy i poprawę wydajności.