Qu'est-ce qu'un robot à programmation automatique ?

Quand on réfléchit à la manière de combiner IA, fonctionnement autonome et robotique, les scénaristes hollywoodiens et à la langue douce nous ont convaincus que l'avenir se situera quelque part entre « The Terminator » et « Her ». Alors que des envolées fantaisistes sont nécessaires pour garder la vie intéressante, le fait est que les robots qui peuvent fonctionner de manière autonome seront tout simplement trop utiles pour conquérir le monde. Ce qu'ils vont vraiment faire, c'est remplir des rôles dont nous avons besoin depuis longtemps qui nous donnent finalement plus de liberté en tant que personnes que nous n'en avons jamais connues.

Selon le MIT, les robots autonomes "sont des machines intelligentes capables d'effectuer des tâches dans le monde par elles-mêmes, sans contrôle humain explicite". Dans ce contexte, nous savons que le contrôle humain est un limiteur, mais quelles en sont les limites ?

Pour atteindre l'autonomie d'un robot, la première limite qu'un robot doit dépasser est la capacité de se programmer - la capacité de prendre les objectifs qui lui sont fixés et de trouver un moyen de les atteindre sans intervention humaine manuelle.

Les prochaines étapes vers l'autonomie du robot sont, en fin de compte, beaucoup plus qualitatives. C'est dans ces qualités - qu'il s'agisse d'un service fourni, d'un processus exécuté ou de données générées - que l'idée d'autonomie du robot prend vraiment vie.

La programmation de robots est fatigante, fastidieuse, terrible

La vérité est que les robots d'aujourd'hui sont généralement très « idiots ». Ce n'est pas une épithète bien sûr - compte tenu de ce qu'ils peuvent réaliser lorsqu'ils sont bien programmés, ce sont des solutions incroyablement puissantes. Chaque entreprise de robotique s'efforce de rendre les robots qu'elle vend plus faciles à utiliser, et tandis que certaines startups de robotique s'efforcent de faire la même chose sur le matériel existant, chaque entreprise de l'espace espère qu'un jour les robots seront capables de programmer eux-mêmes.

Pourquoi est-ce un objectif commun dans l'industrie de la robotique ? Parce que la programmation de robots est un processus extrêmement fastidieux, cela prend souvent un budget important dans toute intégration robotique. Pour ceux qui ne sont pas familiers avec le processus, la programmation de robots - bien qu'amusante pour de nombreux professionnels - est difficile à maîtriser, car elle implique souvent jusqu'à 6 degrés de liberté, des dizaines de trajectoires d'outils et de positions finales potentielles, et une variété de contraintes cinématiques qui nécessitent une considération approfondie afin de générer le programme de mouvement du robot le plus efficace possible.

Dans le même temps, ce processus de génération de mouvement doit être effectué manuellement pour chaque pièce et environnement dans lesquels un robot est censé travailler. Cela signifie que, jusqu'à aujourd'hui, les robots ont été pratiques pour les entreprises dans des secteurs tels que le transport et la consommation. électronique, mais peu pratique (à l'exception des applications spécialisées) pour la plupart des entreprises qui ne produisent pas des dizaines de milliers de SKU de grande valeur par an, avec une variété autrement limitée de produits.

C'est là que les capacités d'auto-programmation peuvent changer la donne pour l'industrie manufacturière. La majorité des coûts liés à l'utilisation d'un robot proviennent de sa programmation, puis de la structuration d'un espace de fabrication pour répondre à ses besoins. En réduisant la programmation à quelque chose d'automatisable, il est alors possible de permettre aux robots de s'adapter à la fois aux pièces et à l'environnement qui les entoure. Atteindre cela signifie que les robots pourraient enfin être utilisés par toutes sortes de fabricants, quel que soit le mélange de pièces ou les SKU impliqués.

Que faut-il pour atteindre « l'auto-programmation » ?

Une variété de solutions ont été introduites au fil des années (et des décennies) pour faciliter la programmation des robots. Les pendentifs d'enseignement, les instructions cinématiques et la programmation hors ligne sont autant de moyens par lesquels les fournisseurs de robotique ont rendu le processus plus facile et plus utile pour les ingénieurs, les programmeurs et les intégrateurs.

En fin de compte, tout cela peut automatiser certains éléments du processus ou au moins les rendre plus intuitifs, mais chaque mouvement complet prend encore des heures, des jours voire des semaines à générer et à valider, et le tout bien sûr dans des environnements hautement structurés.

Afin de réfléchir à ce dont un robot a besoin pour générer son propre mouvement, une réponse clé est de réfléchir à ce qui pourrait rendre les robots plus semblables à nous. Sans devenir trop philosophique, nous, les êtres humains, comptons sur nos sens pour apprendre presque tout ce que nous savons. Dans le même temps, nos sens sont ce qui nous permet d'interpréter et de réagir à notre environnement - une grande partie de cela se produit inconsciemment, par réflexe, instinctivement ou même appris avec l'âge.

Donner aux robots les sens dont ils ont besoin pour ensuite répondre à leur environnement - la capacité d'interpréter l'espace et les textures 3D en particulier - leur permettrait alors de rassembler les informations dont ils ont besoin pour se programmer afin d'atteindre un objectif.

Un robot d'auto-programmation, à lui seul, pourrait être réalisé avec le bon ensemble d'algorithmes, mais à quelle fin ? Le vrai défi ici est de laisser un robot se programmer lui-même vers un objectif atteignable de manière conventionnelle - prendre la même capacité qu'un humain à programmer efficacement un robot avec les outils existants et en faire un processus automatique.

Le processus dans les opérations de pulvérisation

Comment cela peut-il arriver? Pour prendre l'exemple des procédés de pulvérisation, le besoin essentiel pour obtenir un rendu de qualité est, en termes simples, la capacité d'identifier et d'interpréter la pièce dans l'espace. En sachant cela, avec la bonne capacité à générer réellement un programme, un robot peut alors atteindre un objectif consistant à recouvrir une surface d'un revêtement (ou à la pulvériser avec un pistolet thermique ou des matériaux abrasifs).

Généralement, cette précision doit descendre à un millimètre ou moins afin d'atteindre la même acuité que les êtres humains ont au cours d'un processus de travail. Heureusement, il s'agit d'un niveau de précision atteignable avec des capteurs infrarouges, qui, lorsqu'ils combinent plusieurs angles et positions, sont capables de fournir les informations nécessaires pour restituer un jumeau numérique d'un objet dans un espace 3D.

À partir de là, ce type de capacité permet aux entreprises d'automatiser des tâches qui ont été considérées comme fastidieuses et même dangereuses pour les travailleurs humains. Passer 40 heures par semaine, 50 semaines par an pendant 30 ou 40 ans à pulvériser et à enduire des pièces industrielles n'est pas la meilleure chose que vous puissiez faire - que ce soit pour votre santé ou votre psychisme - tandis que l'ajout d'un robot crée des avantages matériels qui facilitent d'autres tâches. et plus amusant à faire.

Par rapport à la programmation de robot traditionnelle, les avantages ne sont même pas proches. Dans la plupart des opérations de revêtement, il existe une grande variété de pièces qui nécessitent un travail, que ce soit au cours d'une journée ou d'un cycle de production donné. De nombreux fabricants dans ces circonstances ont essayé sans succès d'utiliser des robots, et les constructeurs automobiles sont généralement la grande majorité des utilisateurs de robots de peinture aujourd'hui. Cependant, avec les robots à programmation automatique, cette répartition changera radicalement.

Après Sense, qu'arrive-t-il ensuite ?

Maintenant que vous comprenez les objectifs qu'un robot d'auto-programmation peut atteindre, il est important de comprendre ce qui se passe dans le processus d'avant en arrière. Après avoir généré son sens de l'environnement, un robot d'auto-programmation doit ensuite traiter toutes les exigences conventionnelles d'un robot industriel, avec le besoin supplémentaire de comprendre les caractéristiques uniques d'un processus ou d'une cellule. Il peut s'agir d'un processus de savoir-faire (par exemple, où dois-je intervenir pour m'écarter de quelqu'un ou quel motif dois-je utiliser pour appliquer de la peinture sur une surface), ou des instructions spécifiques saisies via une interface logicielle de base pour s'assurer que les objectifs de qualité exacts sont prioritaires - le tout, bien sûr, sans aucune programmation requise.

Vous trouverez ci-dessous un exemple de la façon dont le processus d'auto-programmation est organisé. La technologie Shape-to-Motion™ d'Omnirobotic utilise des caméras 3D pour reconstruire ensuite un modèle 3D de la cellule. En étant connecté aux contrôleurs de processus dans un environnement d'usine, ainsi qu'en étant conscient de la position et des contraintes du robot lui-même dans l'espace, le robot peut alors utiliser la connaissance des processus, les répartitions des tâches et l'ordonnancement des mouvements pour s'engager dans un processus de planification de tâches parallèle. Chaque résultat est évalué dans l'environnement Digital Twin, qui conduit ensuite au résultat le plus optimal possible - parfois sur la base de plus de 10 000 scénarios par opération.

En utilisant cette capacité à hiérarchiser les tâches, un robot peut générer efficacement une série de mouvements pour lui-même qui s'ajoute à un processus complet. Parce que les robots sont intrinsèquement plus cohérents, prévisibles et peuvent fonctionner plus rapidement plus longtemps que les humains (comme on peut s'y attendre des machines, bien sûr), le résultat final d'un robot à programmation automatique est beaucoup plus cohérent que n'importe quelle solution disponible.

Si vous faites quelque chose, vous devez avoir un but

L'IA peut remplacer certains emplois, mais dans ce processus d'automatisation des goulots d'étranglement de grande valeur dans tous nos processus de production et de travail, ils créeront en fait une demande d'emplois plus créatifs, innovants et intuitifs de la part des êtres humains. Bien qu'un jour il puisse y avoir un moyen d'automatiser ces traits humains uniques, pourquoi voudrions-nous que cela se produise ? Et, bien sûr, serions-nous, en tant que consommateurs, aussi intéressés par la « créativité » produite par une machine ?

Bien sûr, la technologie d'auto-programmation nous donne autant de coup de fouet à l'imagination qu'un bon film, mais il est important de nous ancrer dans les avantages pratiques et rentables de toute technologie. Il existe un besoin évident de processus de production plus efficients et efficaces, et une pénurie de main-d'œuvre qualifiée persiste, même au milieu d'un chômage record.

Le fait est que l'utilisation de plus de robots est le meilleur moyen de remettre les gens au travail. Comment, demandez-vous ? À mesure que vous créez plus de productivité (et donc de rentabilité), cela permet réellement de créer de nouveaux emplois, d'augmenter les salaires et à davantage de membres d'une entreprise ou d'une société donnée de bénéficier des fruits de leur travail. Si vous souhaitez en savoir plus sur les raisons pour lesquelles les robots seront tellement plus nécessaires à la fois aux entreprises et à la société à l'avenir, consultez cette excellente conférence Robo Busines Direct du célèbre roboticien Rodney Brooks.

Et, bien sûr, si vous souhaitez comprendre comment la technologie d'auto-programmation peut déjà bénéficier aux processus de pulvérisation d'aujourd'hui, n'hésitez pas à consulter notre site Web principal.

Omnirobotic est le seul fournisseur de technologie robotique autonome à programmation automatique pour les processus de finition par pulvérisation à haut mélange. Si vous souhaitez comprendre les avantages uniques des robots d'auto-programmation pour les entreprises de fabrication industrielle, contactez-nous à [email protected] ou consultez notre calculateur de remboursement.