Robotica: Tutto ciò che gli esseri umani hanno bisogno di sapere

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YakobchukOlena | istock.com

Introduzione

Una specie di robot ha subito nell’ultimo mezzo secolo: la massiccia one-armed Giganti che dominano linee di produzione industriale.

Questi robot industriali sono stati il compito specifico — costruito al punto di saldatura, per esempio, o aggiungere filettatura all’estremità di un tubo. Non sono sexy, ma nella seconda metà del 20 ° secolo hanno trasformato la produzione industriale e, con esso, la media e bassa del lavoro qualificato paesaggio in gran parte degli stati UNITI, Asia ed Europa.

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Probabilmente avete sentito parlare molto di più su robot e la robotica negli ultimi due anni. Questo perché per la prima volta dal 1961 debutto di GM Unimate, considerato come il primo robot industriale, il campo è ancora una volta di trasformare le economie del mondo.

Solo che questa volta l’impatto sarà più ampio. Molto più ampio.

Oggi, i robot stanno spuntando in uffici, ospedali e scuole — decisamente non-ambienti industriali-così come in magazzini, centri compimento, e piccoli centri di produzione. Di più e di più, sono sulle nostre strade e vola in testa.

E questo solo per citarne alcuni ambiti in cui i robot sono rapidamente guadagnando trazione facendo lavorare in modo più efficiente, affidabile, e per meno soldi di quanto fosse possibile in precedenza.

Che ha un sacco di gente eccitata-e un sacco di altri preoccupato. La splendida ritmo di sviluppo del settore ha sollevato un sacco di domande.

Questa guida, scritta con l’impresa in mente, indirizzo, le grandi domande. E ti darà il contesto per rendere la tua mente su altri. Ti darà anche una maniglia su un’industria che è pronta per auto $135.4 miliardi di spesa entro il 2019, la cui rilevanza per il commercio e giorno per giorno la vita nei prossimi decenni, non può essere sottovalutata.

Che cos’è un robot?

Robotica geek dibattito su questo birre. Non si vince. Questo perché ogni definizione è destinata ad essere arbitrariamente rigida o troppo generali.

È la lavatrice un robot? È una moderna auto di alta gamma, che si impegna in migliaia di processi senza i driver della conoscenza? In verità, è un po ‘ come la Giustizia Potter Stewart definizione di pornografia: conoscete un robot quando si vede uno.

Bisogno di una migliore definizione?

Sensori

La domanda per il mobile computing è stato un vantaggio per la robotica di sviluppo, che porta alla diminuzione dei prezzi, i rapidi progressi, e la miniaturizzazione della tecnologia dei sensori. Accelerometri utilizzati per costare centinaia di dollari ciascuno. Ora ogni smartphone è in grado di misurare l’accelerazione, nonché di acquisire video mozzafiato, fix della posizione geografica e di offrire una guida, interfaccia con altri dispositivi, e di trasmettere attraverso le diverse bande dello spettro — funzionalità robot devono manovrare attraverso il nostro mondo produttivo.

L’ubiquità dei dispositivi IoT è un altro driver. Entro il 2025 ci saranno 100 miliardi di dispositivi connessi, generando un fatturato di $10 miliardi di dollari. Per la prima volta, sensori di catturare e inviare i dati relativi a pressione, coppia e posizione sono sporcizia a buon mercato, portando ad un boom di sviluppo per la robotica.

Analogamente, i prezzi per lidar e sensori a raggi infrarossi, in precedenza più costose apparecchiature di rilevamento per il self-guida per i robot, sono crollati del 90 per cento, in larga parte grazie al prepotente sviluppo delle auto senza conducente di Google Waymo e altri. E telecamere 3D, che ha usato per essere fuori dalla portata di tutti, ma il più riccamente finanziato team R&D e Hollywood titani, sono ora disponibili anche off-the-shelf grazie a qualche lavoro intelligente con algoritmi.

Di Sviluppo Open Source

Nel 2009, paper presentato al convegno IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) ha introdotto il Robotic Operating System (ROS) al mondo. ROS è il primo sistema operativo standard per la robotica di sviluppo. Capita anche di essere libero, open source, e intrinsecamente flessibile, liberando la robotica sviluppatori da tempo proibitivo compito di sviluppare un sistema operativo da zero.

Ci sono un sacco di open source, gli utenti di personal computing, ma perché ambienti operativi proprietari come Windows raggiunto scala per primo, open source sono sempre stati un’alternativa a qualcosa d’altro. Non così con la robotica, in cui l’open source è ormai la norma, risultante in un turbinio di folla assistita di sviluppo.

Aprire la Robotica, sotto la cui amministrazione ROS falls, ha svelato anche un robotica simulatore chiamato Gazebo che permette agli ingegneri di test robot in realtà virtuale, senza rischiare di hardware.

Come impatto hanno ROS e Gazebo stato? Le 23 squadre si sfideranno nella tanto decantata DARPA Robotics Challenge, 18 utilizzate robot in esecuzione sul ROS e 14 utilizzati Gazebo per testare la loro umanoide concorrenti in ambienti virtuali.

La prova è l’investimento. Nel 2015, più di 150 milioni di dollari in VC finanziamento è andato a società di sviluppo di robot che girano su ROS.

La Prototipazione Rapida

Se siamo ancora in attesa di vedere se le stampanti 3D cambierà radicalmente il come (e dove) i beni di consumo vengono prodotti, l’impatto della produzione di additivi di robotica di sviluppo è stato enorme. “La stampa 3D consente il creatore di andare da un mind-bending concetto a un prodotto solido, in una questione di ore (o giorni),” secondo la Robotica Domani, che segue l’industria.

Stampanti a maker spazi e facoltà di ingegneria, alcune delle quali permettono multi-materiale e metallo stampa, hanno notevolmente abbassato la barriera all’ingresso per la robotica di sviluppo. Bisogno di prove? Basta controllare il numero di robotica progetti che sono in diretta su Kickstarter adesso.

Quando gli ingegneri possono fare prototipo di componenti al loro banco di lavoro, l’innovazione segue.

La Convergenza Della Tecnologia

Collaborazione robot

Una nuova generazione di robot collaborativo è emerso negli ultimi anni. A differenza delle pesanti robot industriali del 20 ° secolo, questi collaborativo bot, la maggior parte delle quali dispone di uno o più bracci snodati, sono flessibili e facilmente riprogrammabile al volo. Molti modelli di imparare guardando gli esseri umani dimostrano i compiti.

La caratteristica principale che rende collaborazione robot da aziende come Universal Robots, Ripensare la Robotica, e ABB sicuro è la loro capacità di evitare le collisioni e, utilizzando ad alta precisione di coppia sensori, di riconoscere quando hanno urtato qualcosa o qualcuno che non dovrebbero avere. Che permette di bot funzione al di fuori delle gabbie di sicurezza e accanto all’uomo, che apre nuove potenzialità in termini di produttività per i produttori industriali. Il robot può imparare compiti complessi e quindi di agire come una seconda coppia di abili mani per aumentare la capacità di operai specializzati — in tal modo “collaborativo” designazione.

Perché è un cambio di gioco?

L’automazione è in aumento in settori come l’automotive e produzione di elettronica e rendendo rapido intervento in ordine di magazzini di adempimento. Come prezzi per il compito versatile piattaforme di caduta, di piccole e di medie dimensioni, i produttori stanno iniziando a impiegare robot. Anche così, un futuro plausibile che vede robot sostituzione di lavoratori dell’industria è del tutto lontano all’orizzonte, e nel frattempo, con l’economia favorendo un approccio ibrido, la sicurezza è di primaria importanza.

Il mercato di collaborazione robot potrebbe raggiungere i 3,3 miliardi di dollari entro il 2022.

Robot di telepresenza

La telepresenza, i robot, che sono stati qualcosa di una novità, stanno iniziando a insinuarsi in un più largo uso. Ci sono diversi tipi, dalla bare bones Doppio modelli, che sono fondamentalmente ipad su ruote, per iRobot $30,000 Ava 500.

Perché è un cambio di gioco?

Attraverso la maggior parte dei settori, c’è un segmento crescente di lavoratori a contratto e liberi professionisti che non possono essere in ufficio a tempo pieno, e gli uffici stanno vedendo il valore di bracconaggio talento attraverso i fusi orari. Robot di telepresenza offrire una sorprendente alternativa adeguata per essere fisicamente presenti. Ho avuto la possibilità di provare un paio di modelli, e la possibilità di navigare in giro per l’ufficio fa davvero differenziare l’esperienza da un semplice chiamata Skype.

Il mercato per la telepresenza robot potrebbe raggiungere gli 8 miliardi di dollari entro il 2023.

Magazzino E Logistica

Di tutte le categorie di robot coperto da qui, il magazzino e la logistica, l’automazione è avere il maggior impatto sostanziale sul commercio globale, proprio ora.

Perché? Una risposta di Amazon. Nel 2012, Amazon acquistato Kiva Systems, che fa di sistemi per l’automazione di magazzini, per $775 milioni di euro. Amazon può offrire per il giorno stesso, realizzazione di sistemi di automazione presso i suoi centri compimento. Lasciato il resto del global retail rimescolando per recuperare.

Oggi, si sarebbe difficile trovare un rivenditore con qualsiasi e-commerce aspirazioni che non è revamping la propria attività con un occhio verso l’automazione. Il 2012 Kiva acquistare lasciato un buco enorme. Kiva è il fornitore leader di soluzioni di logistica di magazzino e grandi aziende come Graffette, Walgreens, e Gap invocata la sua tecnologia.

Ora, finalmente, diversi robotica aziende stanno portando la logistica dei prodotti sul mercato, di riempire il buco lasciato da Kiva acquisizione e di estendere la promessa di un magazzino automatico per piccole e medie rivenditori.

Alcune delle soluzioni di retrofit, come l’auto-guidate carrelli che possono rapidamente e spostare autonomamente tra postazioni di imballaggio. Altri sono più completo, che comprende chilometri di nastri trasportatori e migliaia di robotica raccoglitori e arraffoni.

Perché è un cambio di gioco?

E ‘un po’ come chiedere perché è stato il contenitore di spedizione un cambio di gioco. Perché è completamente cambiato il modo in cui il commercio globale ha funzionato. Le vendite mondiali di magazzinaggio e logistica robot ha colpito un rispettabile $1,9 miliardi nel 2016. Entro il 2021, secondo una previsione da società di ricerche di Tractica, il mercato ha colpito un enorme $22,4 miliardi.

Assistenza sanitaria

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Un robot che assiste un team chirurgico a New York-Presbyterian Hospital

Nascente campo della chirurgia robotica è dominato da Intuitive Surgical, che rende il Sistema Chirurgico da Vinci. Centinaia di migliaia di interventi chirurgici sono ora condotte da Vinci sistemi di ogni anno-praticamente ogni prostata paziente con una scelta opta per essa, e la chirurgia robotica è passata in fretta criticità nell’adozione di soglia. Intuitive Surgical ha ora un 18,2 miliardi di dollari di mercato berretto.

Robot chirurgico intenzione di giocare una molto più grande ruolo nella sanità, negli anni a venire. Auris Chirurgica, fondata da Intuitiva co-fondatore Fred Moll, ha sollevato la metà-un-miliardi di dollari in finanziamenti, anche se l’azienda non dispone di un prodotto di mercato ancora.

Ma la chirurgia non è l’unico modo che i robot di entrare in sanità. Assistente personale del robot, come i modelli sviluppato da Aldebaran, rischiano di apparire in centri per anziani presto, soprattutto nei paesi con una popolazione in rapido invecchiamento, come il Giappone.

Toyota ha presentato la 1 miliardo di dollari Toyota Istituto di Ricerca di un paio di anni fa, che è attualmente in via di sviluppo di robot in grado di operare non strutturati e semi-strutturati, gli ambienti come ospedali e altre strutture sanitarie.

E i robot come Aethon del RIMORCHIATORE si stanno già muovendo forniture giù linoleum corridoi mentre robotica soluzioni di telepresenza stanno aiutando in insegnamento e di aiutare collegare i pazienti in aree remote con gli specialisti di tutto il mondo.

Perché è un cambio di gioco?

Robot-assistita intervento è meno invasivo, più preciso, e probabile l’apertura di nuovi orizzonti per trattamenti chirurgici. Auris, per esempio, è l’esplorazione non invasiva di strumenti chirurgici per della gola e del polmone tumori. Più in generale, il robot in grado di ridurre i costi sanitari di automazione di compiti operativi, riducendo potenzialmente errori.

Il medico robotica mercato potrebbe essere la pena di 12,8 miliardi di dollari entro il 2021.

Auto-guida di veicoli

Auto-guida di veicoli sono appariscente tecnologia robotica. Ma le auto che vedi Google e Uber test sulle strade della California sono solo una domanda per ” self-driving tecnologia.

Finora, piccolo self-guided vehicles hanno avuto molto più impatto sul commercio come abilmente passare strutturate e semi-strutturate ambienti di fabbriche e magazzini, spazi che offrono meno casualità che la strada aperta.

Movimentazione dei materiali in particolare, è stato maturi per l’automazione tramite l’auto-veicoli guidati, in gran parte perché il suo un settore pericoloso per l’operatore umano. Auto-guidata, robot, dotati di lidar, telecamere, e uno stuolo di altri sensori, può tranquillamente e rapidamente passare banchine di carico e la fabbrica pavimenti, evitando le collisioni con gli operai.

Il mercato globale per questi veicoli è di raggiungere i $2.8 miliardi di dollari entro il 2022.

Torna sulla strada, auto-guida di veicoli che mostra un sacco di promesse, ma il più grande primo impatto sarà probabilmente provengono da semi-autonoma camion. L’idea è che a lungo raggio camionisti sarà in grado di mettere i loro impianti di perforazione con il pilota automatico mentre sulle autostrade, dove trascorrono la maggior parte del tempo, e poi tornare al modo operatore su strade della città occupata.

Nel 2016, Otto, Uber ha acquistato per $680 milioni di euro, orchestrato il primo spot di consegna da un auto-guidate grande impianto di perforazione.

Perché è un cambio di gioco?

La sicurezza è il più grande vantaggio. Insieme con enormi tecnologia di giocatori, quasi ogni grande produttore di auto è perseguire l’auto-guida di tecnologia. Siamo ancora a un decennio o più da praticabile completamente autonoma di auto e camion, e non sottovalutare il potenziale di regolamentazione holdups. Anche quando la tecnologia arriva, ci vorrà un po ‘ per la flotta esistente di turn over. Ma non fare errore, un futuro attende in cui la maggior parte di auto su strada in auto se stessi la maggior parte del tempo. Quando ciò accade, gli incidenti stradali deve piombo e il traffico sarà migliorare.

Il mercato del self-driving e semi-autonomi di veicoli potrebbe essere $77 miliardi di dollari entro il 2035.

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