Надвигающаяся революция коммерческих роботов

Управляющее резюме

Читатели из более «зрелого» поколения, выросшие на мультфильмах, возможно, помнят сериал «Джетсоны », в котором семья из четырех человек и их собака Астро ведут свою повседневную жизнь в Орбит-Сити в 2062 году, передвигаясь на летающих автомобилях. который одним нажатием кнопки складывается в небольшой переносной портфель. Среди них Рози, человекоподобный домашний робот Джетсона, горничная и экономка. Рози выполняет всю черную работу по дому, и ее часто можно увидеть катающейся на колесиках с пылесосом в руке.

Рози — лишь один из длинного списка персонажей-роботов, появлявшихся в поп-культуре на протяжении десятилетий. Люди постоянно играли и исследовали идею будущего, в котором роботы станут нормальной частью нашей жизни, часто беря на себя более грязные задачи и работу по дому. Тем не менее, такое будущее до сих пор не материализовалось, возможно, самое близкое, что у нас есть, — это робот-пылесос Roomba.

На самом деле за последние годы роботы добились невероятных успехов. Благодаря улучшениям в компьютерном зрении, ловкости, а также общей экономике приложения робототехники становятся все более полезными и удобными для множества повторяющихся и тяжелых задач. Но большая часть роста робототехники произошла в промышленных приложениях и, таким образом, скрыта от взглядов широкой публики. Но благодаря недавним прорывам в области искусственного интеллекта, мехатроники, датчиков и аккумуляторов есть веские основания полагать, что это может измениться. Таким образом, в этой статье основное внимание будет уделено перспективам так называемых сервисных роботов , то есть рынка роботов, более ориентированного на потребителя и коммерцию. Это, пожалуй, самая интересная область развития в будущем, где автономное обучение и модульные платформы оказывают наиболее существенное влияние. Будущее, в котором робот Рози пылесосит дом и готовит для нас еду, возможно, уже не такой далекий мираж.

Что такое сервисные роботы?

Во-первых, несколько уточняющих определений. И, возможно, лучше всего начать с более фундаментального и общего вопроса о том, что такое робот . Найти общее определение непросто: если вы спросите трех разных робототехников, вы, вероятно, получите целый ряд разных ответов. Оксфордский словарь определяет робота как «машину, способную автоматически выполнять сложную серию действий, особенно программируемых компьютером». Но использование такого стандартного определения, как это, часто может быть неудовлетворительным, поскольку теоретически оно может подразумевать, что многие стандартные повседневные машины могут считаться роботами. Например, посудомоечная машина или банкомат — это машины, которые получают запрограммированные команды, а затем автоматически выполняют ряд действий. Но действительно ли они роботы?

Более подходящее определение, на мой взгляд, дал робототехник Анка Драган из Калифорнийского университета в Беркли, которая определяет роботов как «физически воплощенных агентов с искусственным интеллектом, которые могут совершать действия, оказывающие влияние на физический мир». Проще говоря, робот — это машина, которая собирает информацию из окружающей среды, обрабатывает ее, а затем выполняет действие на основе этой информации. Используя приведенное выше определение, все еще существует множество различных типов роботов с разным внешним видом и функциями. Но их объединяет то, что они имеют набор общих элементов, таких как система управления, батарея, конечные исполнительные органы, датчики, исполнительные механизмы и некоторую степень интеллекта, позволяющую понимать и адаптировать свои действия к окружающей среде.

Примерами современных роботов являются коллаборативные роботы, которые работают вместе с людьми в общем рабочем пространстве и способны воспринимать людей вокруг себя и соответствующим образом адаптировать свои движения. Другие современные роботы предназначены для автономной работы, например, автономные управляемые транспортные средства (AGV), которые могут перемещаться по складу, перевозя вещи, или дроны, которые могут выполнять сложные операции по эксплуатации и техническому обслуживанию или используются для доставки последней мили. Эти новые поколения роботов — увлекательные и захватывающие машины, которым суждено бесчисленными способами изменить наш образ жизни.

Промышленные и сервисные роботы

Международная федерация робототехники делит современных роботов на две основные категории: промышленные и сервисные роботы. Это разделение важно и полезно, потому что оно отличает роботов на основе их отношений с людьми и работой. Промышленный робот — это классический робот, который, как мы думаем, присутствует на заводе, и читатели, скорее всего, представят его с роботизированной рукой (руками), выполняющей заранее определенную задачу. Промышленные роботы неуклонно растут в использовании и внедрении (см. рисунок ниже), и это захватывающий и быстрорастущий рынок.

Сервисные роботы, с другой стороны, выходят за рамки рабочего места и входят в мир новых захватывающих приложений, которые могут помочь улучшить как нашу повседневную жизнь, так и нашу жизнь на работе. Сервисный робот — это «робот, который выполняет полезные задачи для людей или оборудования, за исключением применения в промышленной автоматизации» (стандарт ISO IFR). Они классифицируются по их личному или профессиональному использованию, они принимают различные формы и имеют разнообразные и развивающиеся области применения. Сервисные роботы развиваются благодаря соответствующим достижениям в робототехнике, связанным с познанием, манипулированием и взаимодействием, и, на мой взгляд, являются наиболее интересной областью развития в будущем, где автономные обучающие и модульные платформы дают наиболее важные результаты и влияние.

Грядущий бум роботизированных коммерческих приложений

Как уже упоминалось, существует множество факторов, которые поддерживают развитие и перспективы будущего роста сервисных роботов. Наиболее актуальными являются: технологические факторы, факторы рынка, факторы производительности и факторы безопасности.

• Технологические движущие силы. Усовершенствования в области искусственного интеллекта и сенсорных технологий будут способствовать дальнейшему развитию робототехники, что даст возможность использовать их различными и полезными способами. У роботов будет все больше возможностей учиться и адаптироваться, расширяя возможности их применения;
• Движущие силы рынка: из-за прогнозируемого высокого роста спроса на продукты питания и электронной коммерции роботы будут играть важную роль в поддержке производства и других видов деятельности, связанных с поставками. Фактически, использование коммерческих роботов, таких как дроны или автономные управляемые транспортные средства, может сделать фермы или склады намного более эффективными, позволяя им не отставать от растущего спроса;
• Факторы производительности. Необходимость повышения производительности для поддержки роста ВВП также будет способствовать развитию отрасли. Роботы в большинстве случаев расширят человеческий потенциал, поддерживая людей в их деятельности, повышая общую производительность и стимулируя экономический рост;
• Драйверы безопасности. Еще одним фактором, который, вероятно, будет способствовать развитию отрасли, является то, что все еще существует множество опасных работ, многие из которых уже могут выполняться роботами. Эксперты говорят, что роботы возьмут на себя скучную, грязную и опасную работу для людей.

Оценка рынка сервисных роботов

Оценки потенциального размера рынка коммерческих роботов разнятся. В отчете BCG за 2014 год подсчитано, что к 2025 году мировой рынок робототехники (то есть включая промышленных роботов) достигнет 67 миллиардов долларов. Интересно, что всего три года спустя они пересмотрели свою оценку в сторону повышения до 87 миллиардов долларов, что обусловлено именно значительным увеличением их оценки. по объему коммерческого и потребительского рынка (оценки пересмотрены в сторону повышения на 34% и 156% соответственно). Как видно на рисунке ниже, по оценкам BCG, как коммерческий, так и потребительский рынки будут стоить по 23 миллиарда долларов каждый в 2025 году, для чего им пришлось увеличить оценку на 156% и 34%.

Отдельное исследование, проведенное Loup Ventures в сотрудничестве с IFR, показало, что рынок коммерческих роботов в 2017 году составляет 6,4 миллиарда долларов, продано 256 335 единиц. Они прогнозируют, что в 2025 году будет продано в общей сложности 1 310 181 единиц на общую сумму 29,9 миллиарда долларов (CAGR 23%), что не так уж далеко от оценки BCG. Что выделяется из их оценок, приведенных ниже, так это то, что большая часть роста стоимости будет обусловлена ​​​​сегментом AGV, в то время как у дронов будет самый высокий CAGR за тот же период.

Было выполнено множество дополнительных оценок, результаты которых часто значительно расходятся с цифрами, показанными выше, но все они имеют общую черту: все они прогнозируют значительный рост в ближайшем будущем.

Интересно иметь в виду, что при анализе размера рынка необходимо учитывать не только количество проданных единиц, но и распространение так называемых роботов как услуги, где клиент платит комиссию за сервис, облегчающий беспрепятственную интеграцию роботов и встроенных устройств в веб-среды и среды облачных вычислений. Согласно отчету IDC, к 2019 году 30% роботов для коммерческих услуг будут представлены в виде роботов как услуг, и в том же отчете говорится, что к 2020 году 20% роботов будут зависеть от облачного программного обеспечения. приобрести новые навыки, что приведет к дальнейшему развитию рынка облачных робототехники, который вырастет с 2,20 млрд долларов в 2017 году до 7,5 млрд долларов в 2022 году.

Как будут использоваться коммерческие роботы?

На сегодняшний день уже существует несколько различных приложений для сервисных роботов. Учитывая, что сервисные роботы охватывают все, кроме производственных/промышленных приложений, это может включать такие области, как складирование, здравоохранение, сельское хозяйство, безопасность и многие другие. Например, LoweBot — это робот, запущенный ритейлером Lowe's в свои магазины в районе залива, который «способен находить товары на нескольких языках и эффективно перемещаться по магазину. Поскольку LoweBot помогает клиентам с простыми вопросами, это позволяет сотрудникам тратить больше времени, предлагая клиентам свой опыт и специальные знания. Кроме того, LoweBot может помочь в мониторинге запасов в режиме реального времени, что помогает выявлять закономерности, которые могут определять будущие бизнес-решения». Другие примеры включают Savioke в сфере гостиничного бизнеса или Locus Robotics в области погрузочно-разгрузочных работ на складах.

Заглядывая вперед, можно сказать, что существует множество новых приложений для сервисных роботов, но сегменты, в которых ожидается наибольший рост, — это AGV, дроны, медицинские роботы и полевые роботы. Давайте посмотрим на это по очереди.

Автономные управляемые транспортные средства (AGV)

AGV являются крупнейшим и наиболее многообещающим коммерческим приложением, и ожидается, что к 2025 году рынок достигнет 10 миллиардов долларов. Движущей силой рынка являются достижения в области технологий автономного вождения.

Ранние AGV были в основном проводными (то есть подключенными к поверхности) и по этой причине были относительно негибкими, а также дорогими в установке. Однако недавно такие компании, как Fetch Robotics, представили более гибкие и интеллектуальные AGV, которые способны принимать решения в ситуациях, с которыми они никогда раньше не сталкивались. Эта гибкость может дать различные преимущества, в том числе возможности снижения аварийности, повышения производительности и снижения затрат.

Amazon — одна из компаний, которые наиболее активно использовали AGV на своих складах благодаря приобретению KIVA в 2012 году. В будущем постоянно появляются новые приложения AGV, такие как сканирование полок, выполняемое Bossa Nova Robotics. UGV (беспилотные наземные транспортные средства) также переходят от преимущественно военного применения к коммерческому. Clearpath Robotics — одна из ведущих компаний в этой области, разрабатывающая как AGV, так и UGV.

Fetch Robotics AGV против Clearpath Robotics UGV

Дроны

Дроны революционизируют бизнес-операции во многих отношениях. Дроны можно использовать для 3D-картографирования, доставки «последней мили», медицинской доставки, инспекционной деятельности, передачи данных, сбора видео, страхования жилья или мониторинга строительства. Влияние дронов на коммерческую деятельность до сих пор было довольно ограниченным, особенно с учетом оценок того, куда движется рынок (по оценкам PWC, рынок будет стоить 127 миллиардов долларов). Это происходит по разным причинам, но в основном из-за проблем с регулированием.

Большая часть ценности, создаваемой дронами в ближайшие годы, будет связана с дополнительными услугами, такими как сбор, управление и анализ данных. Когда автономные дроны расширят свое присутствие в коммерческих операциях, дроны будут создавать идеи на основе собранных данных и автоматически преобразовывать их в решения и действия. Опять же, Amazon — одна из компаний, которая больше всего делает ставку на дроны благодаря проекту под названием Amazon Prime Air . Amazon разработала различные патенты, связанные с дронами, один из которых описывает многоуровневый центр выполнения заказов, склад дронов на высоте 45 000 футов над уровнем моря, склад подводных дронов и станцию ​​зарядки дронов.

Склад бортовых дронов

Медицинские роботы

Потенциал роботов в сфере здравоохранения, особенно в сочетании с искусственным интеллектом, огромен. Наиболее интересные приложения связаны с хирургическими роботами, реабилитационными роботами и медицинскими транспортными роботами.

Хирургические роботы уже улучшили минимально инвазивную хирургию, снизив травматизм пациентов. Благодаря улучшениям в ловкости и компьютерном зрении робот теперь может превзойти опытного хирурга в той же процедуре. Реабилитационные роботы, или экзоскелеты, играют важную роль в улучшении качества жизни людей с ограниченными возможностями, помогая улучшить подвижность, координацию и силу.

Медицинские транспортные роботы могут перемещаться по больничному учреждению, доставляя припасы, лекарства и еду, а также оптимизируя общение между врачами, персоналом и пациентами. Другими соответствующими приложениями являются роботы для санитарии и дезинфекции, которые могут снизить вероятность заражения и вероятность вспышек смертельных устойчивых к антибиотикам бактерий, в то время как роботизированные системы выдачи рецептов могут уменьшить количество ошибок при распределении лекарств среди пациентов.

Хирургический робот от Intuitive Surgical

Полевые роботы

ИИ и робототехника также внедряются в сельскохозяйственную отрасль, где набирают обороты несколько стартапов (например, Abundant Robotics или Harvest Automation). Венчурные инвесторы вкладывают значительные средства в эту сферу: в 2017 году было инвестировано более 320 млн долларов. В настоящее время основными приложениями робототехники являются сбор и сбор урожая, борьба с сорняками, автономный посев, опрыскивание и прореживание.

Сбор и сбор урожая в настоящее время, вероятно, являются наиболее распространенными приложениями полевой робототехники, где роботы используются в теплицах, а также для сбора фруктов и овощей. Также расширяется борьба с сорняками, что дает возможность сократить использование пестицидов на фермах с помощью таких решений, как Ecorobotix.

Достижения в области компьютерного зрения также привели к развитию автономного высева, распыления и прореживания, в то время как другие интересные разработки происходят в пищевой промышленности в более широком смысле, где роботы применяются в ресторанах, таких как Miso Robotics, или для доставки еды, таких как Starship.

Робот для борьбы с сорняками от Ecorobotix

Революция роботов?

Мы надеемся, что в ближайшие десятилетия роботы будут играть все более важную роль в нашей повседневной жизни. Большая часть достижений будет связана с дальнейшим развитием искусственного интеллекта, компьютерного зрения, сенсоров, навигации и полупроводниковых технологий.

Но хотя будущее выглядит светлым, на горизонте есть несколько облаков. Одной из самых больших угроз для развития сектора, без сомнения, является регуляторный риск. Как многие читатели, возможно, уже знают, вокруг робототехники и ИИ ведется все больше споров, причем особое внимание уделяется влиянию роботов на нашу рабочую силу.

Моя личная точка зрения на эту тему заключается в том, что роботы повышают производительность и конкурентоспособность компаний, внедряющих их. Это увеличение производительности может и должно привести к увеличению средней заработной платы, что должно увеличить спрос, фактически создав новые рабочие места. Основное влияние, как показали различные исследования Греца и Майклза (Лондонская школа экономики) или Бессема (Юридическая школа Бостонского университета), внедрения роботов и автоматизации заключается в переходе от низко/среднеквалифицированного труда , на более квалифицированную рабочую силу, что также приводит к увеличению общей заработной платы. Таким образом, робототехнику можно рассматривать как способ устранить или сократить более черную и опасную работу в нашей экономике и сделать возможным переход к более творческой и интеллектуальной деятельности.

Однако главная проблема заключается в том, что переход к более высококвалифицированной работе, конечно же, не будет автоматическим и потребует усилий, связанных с обучением и переквалификацией определенных видов работ, как указано в отчете Mckinsey за 2017 год. Эти усилия по перевоспитанию должны возглавить правительства, а также компании, проводящие технологическую революцию, и это самое важное действие, которое необходимо предпринять, если надвигающаяся робототехническая революция увенчается успехом.

Прощальные мысли: разрыв в навыках

Несмотря на опасения по поводу влияния автоматизации и робототехники на рабочие места, текущая и обозримая реальность такова, что на самом деле существует явный пробел в навыках и что многие компании не могут заполнить вакансии из-за отсутствия квалифицированных кандидатов на эти должности, связанные с робототехника будущего. Европейская комиссия, например, предсказала, что к 2020 году Европа может столкнуться с нехваткой до 750 тысяч квалифицированных работников ИКТ, поставив развитие цифровых навыков в основу своей стратегии на рынке труда ЕС.

В США было предсказано, что устранение разрыва в навыках робототехники и искусственного интеллекта может заполнить примерно 1 миллион новых рабочих мест, но только в том случае, если крупномасштабные государственные и частные инициативы предоставят работникам необходимое обучение. Сокращение разрыва в навыках потребует более тесных связей между компаниями и учебными заведениями, чтобы определить и подготовить работников для этих новых, более востребованных профессий, а также лучше ориентировать студентов на те курсы, которые имеют наибольший потенциал для их карьеры.

С этой целью Всемирный экономический форум выступил с инициативой, направленной на поддержку деятельности, разработанной компаниями и образовательными учреждениями для переподготовки и повышения квалификации рабочей силы для экономики завтрашнего дня, в том числе в таких областях, как робототехника и автоматизация. Инвестиции в робототехнику должны поддерживаться инвестициями в человеческий капитал, чтобы сузить текущий разрыв в навыках и позволить компаниям извлечь выгоду из более высокого уровня взаимодействия и взаимодополняемости между людьми и машинами, тем самым способствуя экономическому росту и повышению производительности.