Tien jaar geleden, tijdens het DARPA Robotics Challenge (DRC) Trial-evenement in de buurt van Miami zag ik hoe de meest geavanceerde mensachtige robots ooit gebouwd zich door een scenario worstelden dat was geïnspireerd op de kernramp in Fukushima. Een team van ervaren ingenieurs controleerde elke robot, en veiligheidslijnen boven het hoofd verhinderden dat hij omviel. De robots moesten mobiliteit, sensatie en manipulatie demonstreren – en dat deden ze met pijnlijke traagheid.
Deze robots waren duidelijk onderzoeksprojecten, maar DARPA heeft een geschiedenis van het katalyseren van technologie met een langetermijnvisie. De DARPA Grand en Urban Challenges voor autonome voertuigen in 2005 en 2007 vormden de basis voor de huidige autonome taxi’s. Dus nadat de DRC in 2015 eindigde toen verschillende robots het hele eindscenario met succes voltooiden, was de voor de hand liggende vraag: wanneer zullen humanoïde robots de overstap maken van onderzoeksproject naar commercieel product?
Het antwoord lijkt in 2024 te liggen, wanneer een handvol goed gefinancierde bedrijven hun robots zullen gebruiken in commerciële proefprojecten om erachter te komen of mensachtigen werkelijk klaar zijn om van start te gaan.
Een van de robots die in de DRC-finale van 2015 verscheen, heette ATRIAS en werd ontwikkeld door Jonathan Hurst van het Dynamic Robotics Laboratory van de Oregon State University. In 2015 was Hurst medeoprichter van Agility Robotics om ATRIAS om te vormen tot een mensgerichte, multifunctionele en praktische robot genaamd Digit. Digit is ongeveer even groot als een mens, is 1,75 meter lang, weegt 65 kilogram en kan 16 kg tillen. Agility bereidt zich nu voor om op grote schaal een commerciële versie van Digit te produceren, en het bedrijf ziet zijn eerste kans in de logistieke sector, waar het een aantal van de banen zal gaan doen waar mensen zich al in essentie als robots gedragen.
Zijn humanoïde robots nuttig?
“We hebben lang met potentiële klanten samengewerkt om een gebruiksscenario te vinden waarin onze technologie echte waarde kan bieden en tegelijkertijd schaalbaar en winstgevend kan zijn”, zegt Hurst. “Voor ons is die use case momenteel het verplaatsen van e-commerce-tassen.” Zakken zijn gestandaardiseerde containers die door magazijnen worden gebruikt om artikelen op te slaan en te vervoeren. Wanneer artikelen het magazijn binnenkomen of verlaten, moeten lege zakken voortdurend van de ene plaats naar de andere worden verplaatst. Het is essentieel werk, en zelfs in sterk geautomatiseerde magazijnen wordt veel van dat werk door mensen gedaan.
Agility zegt dat er momenteel in de Verenigde Staten enkele miljoenen mensen werkzaam zijn in de zakverwerking, en dat logistieke bedrijven moeite hebben hun baan te behouden omdat sommige markten simpelweg niet genoeg werknemers hebben. Bovendien is het werk saai, repetitief en belastend voor het lichaam. “De mensen die dit werk doen, doen feitelijk robotwerk”, zegt Hurst, en Agility stelt dat die mensen veel beter af zouden zijn als ze werk zouden doen dat beter bij hun sterke punten past. “Wat we gaan krijgen is dat de menselijke beroepsbevolking een meer toezichthoudende rol krijgt”, legt Damion Shelton, CEO van Agility Robotics, uit. “We proberen iets te bouwen dat met mensen werkt”, voegt Hurst toe. “We willen mensen vanwege hun oordeelsvermogen, creativiteit en besluitvorming, en gebruiken onze robots als hulpmiddelen om dingen sneller en efficiënter gedaan te krijgen.”
Wil Digit een effectief opslaghulpmiddel zijn, dan moet het capabel, betrouwbaar, veilig en financieel haalbaar zijn voor zowel Agility als zijn klanten. Agility is ervan overtuigd dat dit allemaal mogelijk is, daarbij verwijzend naar het potentieel van Digit tegenover de kosten en prestaties van menselijke werknemers. “Wat we mensen aanmoedigen om na te denken”, zegt Shelton, “is hoeveel ze per uur kunnen besparen door hun menselijk kapitaal elders in het gebouw in te zetten.” Shelton schat dat een typisch groot logistiek bedrijf minstens 30 dollar per werknemersuur uitgeeft aan arbeid, inclusief arbeidsvoorwaarden en overhead. De werknemer krijgt uiteraard veel minder dan dat.
Agility is nog niet klaar om prijsinformatie voor de Digit vrij te geven, maar er is ons verteld dat het minder dan $ 250.000 per eenheid zal kosten. Zelfs tegen die prijs, als Digit Agility’s doel van minimaal 20.000 manuren (vijf jaar van twee ploegendiensten per dag) kan bereiken, brengt dat het uurloon van de robot op $ 12,50. Een servicecontract zou daar waarschijnlijk een paar dollar per uur aan toevoegen. ‘Vergelijk dat met menselijke arbeid die dezelfde taak uitvoert,’ zegt Shelton, ‘en zolang het appels met appels is als het gaat om de snelheid waarmee de robot werkt versus de snelheid waarmee een mens werkt, kun je beslissen of het meer oplevert. Het is logisch om een persoon of een robot te hebben.”
De robot van Agility zal de algemene capaciteiten van een mens niet kunnen evenaren, maar dat is niet het doel van het bedrijf. “Een cijfer zal niet alles doen wat een mens kan doen”, zegt Hurst. “Het gaat gewoon om dat ene geautomatiseerde taakproces”, zoals het verplaatsen van lege zakken. Bij deze taken kan Digit de snelheid van de gemiddelde menselijke werker bijhouden (en zelfs iets overtreffen), als je bedenkt dat de robot niet hoeft te voldoen aan de behoeften van het kwetsbare menselijke lichaam.
Amazon experimenteert met magazijnrobots
Het eerste bedrijf dat Digit test is Amazon. Amazon investeerde in 2022 in Agility als onderdeel van zijn Industrial Innovation Fund, en eind vorig jaar begon Amazon met het testen van Digit op zijn onderzoeks- en ontwikkelingslocatie voor robotica nabij Seattle, Washington. Digit zal niet de enige zijn bij Amazon: het bedrijf heeft momenteel meer dan 750.000 robots verspreid over zijn magazijnen, inclusief oudere systemen die in gesloten ruimtes werken, maar ook modernere robots die de nodige autonomie hebben om meer te doen in samenwerking met mensen. Deze nieuwere robots omvatten autonome mobiele robotbases zoals Proteus, die karren door magazijnen kunnen verplaatsen, evenals stationaire robotarmen zoals Sparrow en Cardinal, die voorraad of klantorders in gestructureerde omgevingen kunnen beheren. Maar een robot met benen zal iets nieuws zijn.
“Het interessante aan Digit is dat het door zijn tweevoetige karakter iets anders in ruimtes past”, zegt Emily Vetterick, technisch directeur bij Amazon Global Robotics, die toezicht houdt op de tests van Digit. “We zijn blij dat we met Digit op dit punt zijn aangekomen waar we het kunnen gaan testen, omdat we zullen leren waar de technologie zinvol is.”
Waar twee benen zinvol zijn, is al tientallen jaren een vraag in de robotica. Het is duidelijk dat in een wereld die primair voor mensen is ontworpen, een robot met een mensachtige vorm ideaal zou zijn. Maar dynamisch tweevoetig balanceren is nog steeds moeilijk voor robots, vooral wanneer die robots zware voorwerpen dragen en naar verwachting tienduizenden uren in menselijk tempo zullen werken. Wanneer is het de moeite waard om een tweevoetige robot te gebruiken in plaats van iets eenvoudigers?
“De mensen die dit werk doen, doen in feite robotwerk.”—Jonathan Hurst, Agility Robotics
“De use case voor Digit waar ik erg enthousiast over ben, is het recyclen van lege zakken”, zegt Vetterick. “We automatiseren deze taak in veel van onze magazijnen al met een transportband, een zeer traditionele automatiseringsoplossing, en we zouden geen robot willen waar de transportband werkt. Maar de transportband heeft een specifieke footprint en is geschikt voor bepaalde soorten ruimtes. Als we weggaan uit die ruimtes, krijgen robots een functionele behoefte om te bestaan.”
De behoefte aan een robot vertaalt zich echter niet altijd in een behoefte aan een robot met benen, en een bedrijf als Amazon beschikt over de middelen om zijn magazijnen te bouwen om elke vorm van robotica of automatisering te ondersteunen die het nodig heeft. De nieuwere magazijnen zijn inderdaad op die manier gebouwd, met vlakke vloeren, brede gangpaden en andere milieuaspecten die bijzonder vriendelijk zijn voor robots op wielen.
‘Het soort gebouwen waar we aan denken [for Digit] het zijn niet onze nieuwe generatie gebouwen. Dit zijn gebouwen van de oudere generatie waarin traditionele automatiseringsoplossingen niet passen omdat er simpelweg geen ruimte voor is”, zegt Vetterick. Ze beschrijft de georganiseerde chaos van sommige van deze oudere gebouwen als smalle doorgangen met dakspanten in het midden en gebieden waar pallets, karton, elektrische kabelafdekkingen en ergonomische matten oneffen vloeren creëren. “Mensen bewegen zich gemakkelijk in onze gebouwen”, vervolgt Vetterick. “Maar zelfs kleine obstakels worden barrières waar een robot op wielen mee te maken kan krijgen, terwijl een lopende robot dat misschien niet doet.” Dat is eigenlijk het voordeel dat tweevoetige robots bieden ten opzichte van andere vormfactoren: ze passen snel en gemakkelijk in ruimtes en werkprocessen die voor mensen zijn ontworpen. Of dat is tenminste het doel.
Vetterick benadrukt dat de implementatie van de R&D-locatie in Seattle slechts een zeer kleine eerste test is van de capaciteiten van Digit. Als een robot tassen van een plank naar een lopende band over een vlakke, lege vloer verplaatst, weerspiegelt dit niet de use case die Amazon uiteindelijk zou willen onderzoeken. Amazon is er niet eens zeker van dat Digit het beste hulpmiddel zal blijken te zijn voor deze specifieke taak, en voor een bedrijf dat zo gefocust is op efficiëntie zal alleen de beste oplossing voor een bepaald probleem een permanent onderkomen vinden als onderdeel van zijn workflow. “Amazon is niet geïnteresseerd in een robot voor algemeen gebruik”, legt Veterick uit. “We zijn altijd gefocust op het probleem dat we proberen op te lossen. Ik zou niet willen suggereren dat Digit de enige manier is om dit soort problemen op te lossen. Dat is een mogelijke manier waarop we willen experimenteren.”
Het idee van een humanoïde robot voor algemeen gebruik die mensen kan helpen met welke taken dan ook is zeker aantrekkelijk, maar zoals Amazon duidelijk maakt, is de eerste stap voor bedrijven als Agility het vinden van voldoende waarde in het uitvoeren van één taak (of misschien meerdere taken). verschillende taken) om duurzame groei te realiseren. Agility gelooft dat Digit zijn bedrijf kan laten groeien door het recyclingprobleem van Amazon met lege zakken op te lossen, en het bedrijf heeft er voldoende vertrouwen in dat het zich voorbereidt op de opening van een fabriek in Salem, Oregon. Bij piekproductie zal de fabriek uiteindelijk 10.000 Broj-robots per jaar kunnen produceren.
Een menagerie van mensachtigen
Agility staat niet alleen in zijn doel om tegen 2024 tweevoetige robots commercieel te introduceren. Minstens zeven andere bedrijven werken ook aan dat doel, met honderden miljoenen dollars aan financiering. 1X, Apptronik, Figure, Sanctuary, Tesla en Unitree hebben commerciële prototypes van humanoïde robots.
Ondanks de instroom van geld en talent in de ontwikkeling van commerciële humanoïde robots in de afgelopen twee jaar, zijn er geen recente fundamentele technologische doorbraken geweest die de ontwikkeling van deze robots aanzienlijk zullen ondersteunen. Sensoren en computers zijn capabel genoeg, maar actuatoren blijven complex en duur, en batterijen hebben moeite om tweevoetige robots tijdens een dienst van stroom te voorzien.
Er zijn nog andere uitdagingen, waaronder het creëren van een maakbare robot met een veerkrachtige toeleveringsketen en het ontwikkelen van een service-infrastructuur die grootschalige commerciële inzet ondersteunt. De grootste uitdaging is veruit de software. Het is niet voldoende om eenvoudigweg een robot te bouwen die het werk kan doen; die robot moet het werk doen met het soort veiligheid, betrouwbaarheid en efficiëntie dat het meer wenselijk maakt dan een experiment.
Er bestaat geen twijfel over dat Agility Robotics en andere bedrijven die commerciële mensachtigen ontwikkelen over indrukwekkende technologie, een meeslepend verhaal en een enorm potentieel beschikken. Of dat potentieel zich vertaalt in mensachtige robots op de werkvloer hangt nu af van bedrijven als Amazon, die voorzichtig optimistisch lijken. Het zou een fundamentele verandering betekenen in de manier waarop werk wordt herhaald. En nu hoeven de robots alleen maar te leveren.
Dit artikel verschijnt in de gedrukte editie van januari 2024 als “Het jaar van de humanoïde”.
Uit artikelen op uw website
Gerelateerde artikelen op internet