De afgelopen tien jaar zijn boodschappenklanten bij grote en kleine winkels gewend geraakt aan geautomatiseerde self-checkout-stations die het aantal menselijke kassamedewerkers verminderen dat nodig is om artikelen te scannen en te wegen. Klanten zijn op hun beurt belast met het scannen, meten en verpakken van hun boodschappen. En hoewel het gebruik van de self-checkout-technologie is toegenomen, geldt dat ook voor critici die beweren dat deze opzet menselijke werknemers uit de markt duwt, ondanks dat de belofte van kortere lijnen grotendeels niet wordt waargemaakt.
Dit geautomatiseerde boodschappenmodel vereist nog steeds een mens aan het einde van de lus om de gescande artikelen daadwerkelijk in te pakken, maar dat zou kunnen veranderen. Onderzoekers van het Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) van MIT hebben een nieuw robotsysteem met zachte armen en kunstmatige intelligentie ontwikkeld dat naar eigen zeggen gewone basisproducten zoals fruit, chips en blikjes soep nauwkeurig kan identificeren en verpakken. Een speciaal ontworpen algoritme helpt de robot ook gevoelige objecten te scheiden om te voorkomen dat ze verpletterd worden. Het eindresultaat: een prototyperobot die een zak standaardboodschappen veilig kan inpakken. Of een dergelijk systeem ooit de traditionele menselijke graafmachine zal verbeteren, lijkt onwaarschijnlijk.
Computervisie en delicate vingers helpen de robot bij het sorteren van delicaat voedsel
De onderzoekers hebben hun multimodale robotgrijpsysteem, toepasselijk genaamd “RoboGrocery”, gedetailleerd beschreven in een recent artikel gepubliceerd in IEEE verkennen deze week. Een RGB-D-camera uitgerust met computer vision-technologie stelt de robot in staat objecten te identificeren die hem op de transportband naderen en hun totale grootte te schatten. Die eerste schatting hielp de robot bepalen waar hij elk object moest pakken.
Zodra de voorwerpen de robot bereiken, gebruikt deze zachte, vingerachtige grijpers om ze op te pakken. Druksensoren die op de grijpers zijn gemonteerd, zorgen ervoor dat de robot het object kan voelen en kan beslissen of het delicaat is of niet. Ten slotte helpt een ingebouwd AI-algoritme om aan elk item een ‘deli-beoordeling’ toe te kennen. Hoog scorende items zoals fruit of chips worden aan de kant gelegd, terwijl minder gevoelige items zoals soepblikken of ontbijtgranen onmiddellijk in zakken worden gedaan. Zodra de stevigere voorwerpen zijn ingepakt, gaat de robot terug en plaatst de kwetsbare voorwerpen er bovenop om te voorkomen dat ze verpletterd of anderszins beschadigd raken.
De video hierboven laat de robot in actie zien terwijl hij een tros druiven en een bakje met Trader Joe’s zuiveringszout pakt. Toen de druiven over een lopende band werden gepresenteerd, trokken de robotgrijpers het fruit snel naar boven zonder dat het leek alsof ze ploften of kneusden. Nadat de robot de druiven even had vastgehouden, zette hij ze neer op een veilige plek bestemd voor de delicatessenzaak. Het blikje zuiveringszout werd daarentegen onmiddellijk in de zak geplaatst.
Tactiele sensoren op de grijpers oefenen druk uit op alle objecten om hun stijfheid te bepalen. Artikelen die enigszins lijken te vervormen als de druiven gevoeliger blijken te zijn. Dat betekent dat een robot, althans in theorie, een papperige tomaat niet met dezelfde grip mag vasthouden als een doos Lucky Charms. De onderzoekers zeggen dat het gebruik van deze meerdere detectiemodaliteiten (visie en druk) elkaar aanvullen en “zorgen voor een accuraat en tijdig begrip van de materiële eigenschappen van een object.”
“Stel je een team van behulpzame robots voor die zij aan zij met je werken om je te helpen bij het ophalen en inpakken van alle boodschappen die je voor die dag nodig hebt”, zegt CSAIL-directeur Daniela Rus. “Dit is de toekomst die we hier mogelijk maken.”
Dit is niet de eerste poging om een verpakkingsrobot te maken. Eerdere demonstraties, zoals deze van Covariant, hebben aangetoond dat de machines computervisie en een zuigarm kunnen gebruiken om artikelen te identificeren en in verschillende bakgebieden te plaatsen. Andere robots, waaronder die van Amazon, blinken al uit in het inpakken van pakketten, maar zijn doorgaans vooral gericht op snelheid in plaats van op het bepalen van de delicatesse van items. MIT-onderzoekers zijn van mening dat de specifieke combinatie van soft-arm robotica en AI-besluitvorming in hun RoboGrocery-eenheid het bedrijf zou moeten onderscheiden. In een test van het systeem zeggen de onderzoekers dat hun robot negen keer minder objectschade had dan een andere robot zonder dezelfde tactiele sensoren.
“Het is [RoboGrocery’s] De mogelijkheid om items te beoordelen, hun delicatesse te bepalen en ze efficiënt te verpakken zonder schade te veroorzaken, onderscheidt het van conventionele robotinpakmachines”, aldus CSAIL-directeur Daniela Rus in een verklaring.
Self-checkout-technologie heeft zijn belofte tot nu toe niet waargemaakt
Hoewel de verpakkingsrobot zich nog in de onderzoeksfase bevindt en nog niet klaar is voor commerciële inzet, voorzien de onderzoekers een weg voorwaarts waarbij hij naast de huidige self-checkout- of ‘checkoutless’-technologie zou kunnen worden gebruikt om een meer geautomatiseerde winkelervaring te creëren. Self-checkout-systemen die het aan de consument overlaten om hun eigen prijzen voor levensmiddelen te bepalen, dateren uit de late jaren tachtig, maar hebben in de VS pas de afgelopen tien jaar veel terrein gewonnen. Volgens een rapport van de Food Industry Association kwam in 2021 bijna 30% van alle transacties in supermarkten voort uit self-checkout-gangen. Dat is ruim het dubbele vergeleken met slechts drie jaar eerder. Tegenwoordig zijn er verschillende vormen van zelfscankassasystemen te vinden bij Whole Foods, Kroger, Walmart, Target, CVS en vele andere reguliere retailers.
Deze geautomatiseerde systemen worden gepresenteerd als een voordeel voor consumenten en exploitanten van supermarkten. Voor het winkelend publiek belooft de zelfscankassa het lange wachten te versnellen. Ondertussen konden winkeleigenaren de bedrijfskosten radicaal verlagen, en dat deden ze ook vaak, door meerdere menselijke scanners te vervangen door een of twee die de machines moesten monitoren. Maar geen van deze visioenen verliep precies zoals bedoeld.
Supermarkten staan nog steeds vol met lange rijen, omdat sommige klanten hulp nodig hebben bij het bedienen van de machines. Voor beperkte artikelen, zoals alcohol, is het eveneens nodig dat het personeel handmatig ingrijpt bij de aankoop. Zelfs als consumenten de systemen willen gebruiken, worden ze vaak geconfronteerd met een frustrerende situatie waarin meerdere rijstroken zijn afgesloten vanwege technische problemen met de kiosken, die enige tijd kunnen duren om op te lossen. Deze klachten zijn niet ongewoon. Uit een onderzoek uit 2021 onder Amerikaanse kruideniers door onderzoeksbureau Raydiant blijkt dat 67% van de shoppers aangaf dat hun self-checkout-systeem niet werkt.
Voor kruideniers worden de besparingen op de arbeidskosten gedeeltelijk ondermijnd door de voortdurende behoefte aan onderhoud en reparaties aan de self-checkout. Het gebrek aan menselijk toezicht heeft naar verluidt ook geleid tot een aanzienlijke toename van willekeurige winkeldiefstallen. Recente rapporten suggereren dat geautomatiseerde kassasystemen diefstal gemakkelijker en gebruikelijker zouden kunnen maken. Sommige bedrijven beginnen het op te merken. Vorig jaar zou Walmart op verschillende locaties in New Mexico naar verluidt self-checkout-systemen hebben verwijderd. Costco heeft ondertussen aangekondigd dat het meer personeel zal inzetten om de geautomatiseerde machines te bedienen. Booths, de Britse supermarktketen, is nog een stap verder gegaan en heeft in 26 van de 28 winkels de self-checkout-opties verwijderd.
“Onze klanten hebben ons dit in de loop van de tijd verteld: dat de zelfscanmachines die we in onze winkels hebben traag kunnen zijn, onbetrouwbaar en duidelijk onpersoonlijk”, zei Nigel Murray, CEO van Booths, in een eerder interview met BBC.
Oppakrobots zullen efficiëntie en lage uitvalpercentages nodig hebben om ooit als een haalbare optie te kunnen aanvoelen
De groeiende frustratie en weerstand tegen geautomatiseerde kassasystemen zou het voor opslagrobots nog moeilijker kunnen maken om ooit echt voet aan de grond te krijgen. Het is niet moeilijk om je voor te stellen dat consumenten die al boos zijn over defecte of onbruikbare zelfscankassalijnen, diezelfde woede toepassen op een machine die tassen probeert in te pakken. Om ooit te slagen zouden deze robots waarschijnlijk sneller en efficiënter tassen moeten inpakken dan mensen, maar met een extreem laag uitvalpercentage. Shoppers die thuis hun boodschappen uitpakken en ontdekken dat een robot hun eieren heeft gebroken of hun tomaten in saus heeft veranderd, zullen de machine waarschijnlijk niet vertrouwen bij toekomstige aankopen.
Toch kunnen de verpakkingsrobots van de toekomst, net als self-checkout voordat het een succes wordt, aantrekkelijk lijken voor supermarktketens als een andere manier om de kosten te verlagen van de toch al krimpende menselijke banen.