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协作机器人如何成为工业4.0战略的核心

时间:2023-03-13 19:17:34 科技观察

今天,越来越多的公司有兴趣将机器人无缝集成到他们的自动化和工业4.0战略中。工业4.0中最好的自动化策略是基于这样一种认识,即机器人只有在与人类一起工作时才能实现其完全自动化的优势。当然,可以肯定的是,机器人在某些方面可以比人类更有效地执行重要功能,可以完成高度重复的单调任务(如焊接)、繁重的工作量,或者在威胁人类安全的环境中执行。任务。也就是说,机器人只能按照人的安排做事,不能凑合。人类不可思议的力量是在紧急情况出现时思考并应用实时决策。人工智能在这方面与人类相比还有一定的差距。今天的机器人虽然可能非常有效地执行任务,但它们是静态的且成本高昂。业内专家指出,机器人必须降低成本,并在机动性和可重编程性方面变得更加敏捷。事实上,有了这些能力,机器人可以更好地与人类竞争。这并不意味着员工的职业生涯结束了。人类拥有非凡的大脑,使他们能够与机器人合作。工人的技能可能会发生变化,但行业专家对机器人在工厂环境中使用的前景非常乐观。开发感官能力使机器人更智能的一种方法是集成各种传感器,就像人类有五种感官一样。但大多数机器人只有一种视觉感官功能。随着技术的发展和进步,机器人的能力和能力将不断提高。可以想象机器人可以理解人类的手势,例如通过识别手势在嘈杂的环境中执行动作。但希望看到机器人增加其他感官功能。未来的机器人将能够听取语音命令并识别某些机器发出的异常噪音。他们或许能够使用他们的触觉来确认特定产品是否足够光滑,也许他们可以对特定的化合物混合物进行味觉测试。机器人技术中唯一可能受限的感觉是嗅觉,但有几家公司正在开发用于此功能的传感器,并致力于在未来提供这种功能。例如,尿液的气味已被证明是某些癌症的先行指标,并且已证明蜜蜂可以闻到爆炸物。想象一下未来,农场上的机器人可以根据气味选择成熟的蔬菜和水果。应对意外开发人员需要考虑两个关键因素:首先,当机器人被要求执行任务时,它必须立即响应人类。其次,这些机器人可能部署在不太理想且通常不可预测的环境中。设计人员需要考虑机器人将如何在不太理想的环境中使用,并确保机器人始终保持与他们一起工作的工人的人身安全。例如,在工厂进行的一项实验可能会对此有所启发。一家企业正在探索使用无人机在大型仓库中执行库存检查。这听起来像是可以快速、准确和安全地完成的事情,但开发人员看到的是条形码项目被撕开以消除混乱的场景。这些方法被放置在布满灰尘的货架上,不同时间仓库内的照明条件变化很大,无人机不得不在梯子、叉车和箱子的过道中穿行。而且各个仓库的环境也不尽相同,给这个想法的实现带来了很大的困难。除了要克服一系列技术挑战(比如充电等),这也挑战了无人机供应商的商业模式。如果机器人看到它无法识别的东西,AI系统必须默认到安全状态,在这种状态下,人为干预可以重启服务。目前机器人仍需由人类监控,但人工智能会有所帮助。随着机器人对工厂车间环境和场景的了解越来越多,机器人的能力将得到增强和改进。许多人对人工智能的前景感到兴奋。但由于需要考虑的各种场景的复杂性,需要循序渐进,不要急于求成。例如,如果一个不与外界连接的协作机器人只使用本地计算资源,它可以提高安全性但会使AI自学习过程更加困难。正确的平衡是将本地学习与使用从云中积累的聚合学习中获得的规模的能力相结合。如果不能保证与外界的联系,就需要更多的训练和学习。响应网络攻击的效率和准确性可以说是人工智能和机器人技术的最大优势,但仍然缺乏批判性思维和创造力。例如,在工厂中,各种情况尚未完全了解。人们在汽车行业已经看到了这一点,比如一些自动驾驶汽车已经进行了数百万公里的测试,并且在不断地完善和改进,但仍然存在一些问题。在工厂环境中,中断或停机会严重影响效率和成本效益,更重要的是,人身伤害是一个重大问题。人类完全信任这些自治系统还需要一段时间。为了解决这个问题,必须为硬件故障和软件错误做好准备。必须有适当的保障措施,以确保不会发生危及人身安全的恶意攻击和不当行为。机器人的人工智能系统架构让一切都处于锁定状态。微软几年前在其AzureSphere倡议中表示:“为了安全,所有的门都需要锁上,而不仅仅是前门。”这个比喻同样适用于机器人的开发和应用。在物联网世界中,通往外界的每一扇门都需要锁上。从网络的角度来看,如果存在漏洞,网络攻击者只能访问一部分有价值的数据资产。软件和硬件必须对物联网系统进行分区以隔离功能,为此,企业必须意识到并在受到威胁时发送实时警报。这是人工智能在IIoT应用中发挥作用的一种方式:通过识别该系统的异常行为并提醒用户随后决定正确的行动方案。其选项还包括断开系统与网络的连接、阻止特定IP地址以及禁用某些系统功能。开发人员必须为黑客攻击做好计划和准备。由于没有万无一失的系统,物联网需要随着时间的推移不断提高其应对网络攻击的能力,但同样,如果物联网系统受到损害,它必须迅速恢复到已知的安全状态。结论迄今为止,汽车行业一直被认为是智能工厂解决方案的行业领导者。但行业专家看到了自主移动机器人的各种机会。如上所述,汽车生产厂非常庞大,需要证明复杂的机器才能有效地执行任务。汽车制造的规模经济可以降低成本。然而,当成本、机动性、功耗和可靠性问题都可以得到解决时,机器人可以提高各种应用的效率。机器人技术如今也用于食品和饮料行业。一些人认为机器人有能力淘汰传统生产线。尽管机器人可以在食品和饮料行业执行重复性任务,但专家认为,为了提高效率,必须调整生产线以利用机器人和人类的技能。在接下来的几年里,人们不会在工厂车间看到如此大的变化。去年发生的冠状病毒大流行使许多公司考虑采用新技术来调整其现有生产设施的流程。对于机器人行业来说,建造全新的设施将是一个更为重要的市场机会。