Аппаратно-независимая робототехника: Почему Ваша гуманоидная платформа не должна Вас привязывать
Более 100 компаний создают человекоподобных роботов. Выбор одного не должен означать выбор всех. Вот почему аппаратная абстракция является самой важной особенностью вашего программного обеспечения для робототехники.
Motion1 Inc. ·
Проблема фрагментации
Рынок гуманоидной робототехники фрагментируется со скоростью, которая должна беспокоить каждого производителя, рассматривающего автоматизацию. Более ста производителей оригинального оборудования (OEM) в настоящее время поставляют или готовятся поставлять гуманоидных роботов, каждый со своей собственной проприетарной программной экосистемой, интерфейсами управления, инструментами программирования и требованиями к обслуживанию. Для производителя, оценивающего гуманоидную автоматизацию, эта фрагментация создает риск, который легко упустить из виду в ажиотаже первого развертывания: привязка к поставщику.
Существует полезный способ сформулировать проблему. Робот - это тело. Физический ИИ - это та часть, которая делает тело полезным: восприятие, приобретенные навыки, модель задачи и логика управления парком. Тела будут постоянно меняться и дешеветь. Уровень интеллекта - это актив, который стоит сохранять, и именно поэтому он не должен принадлежать тому, кто продал Вам оборудование.
Привязка к поставщику - знакомая проблема в корпоративных технологиях. Компании, которые внедрили проприетарные ERP-системы, проприетарные облачные платформы или проприетарные промышленные системы управления, узнали - часто болезненно - что затраты на переход со временем накапливаются. Чем дольше Вы работаете в экосистеме одного поставщика, тем больше Ваши рабочие процессы, данные, обучение и институциональные знания становятся переплетены с конкретными инструментами и интерфейсами этого поставщика. В конечном итоге переход становится настолько дорогим, что фактически невозможен, независимо от того, появляются ли лучшие или более дешевые альтернативы.
Гуманоидная робототехника следует той же траектории. Каждый OEM-производитель строит «огороженный сад». Если Ваше программное обеспечение для развертывания привязано к одному производителю, Ваши рабочие процессы не переносятся. Ваши обучающие данные не переносимы. Навыки Ваших операторов специфичны для поставщика. И когда - а не если - лучший, более дешевый гуманоид будет выпущен конкурентом, Вы столкнетесь с выбором: начинать все с нуля или оставаться привязанным к устаревшему оборудованию.
Что на самом деле означает аппаратно-независимый
Аппаратно-независимая робототехническая платформа предоставляет уровень абстракции между задачей, которую Вы хотите выполнить, и конкретным роботом, который ее выполняет. Вы описываете, что нужно сделать. Платформа определяет, как это сделать на любом имеющемся у Вас оборудовании.
Эта абстракция имеет несколько практических последствий, которые напрямую влияют на операционную гибкость производителя и общую стоимость владения.
Один и тот же рабочий процесс работает на разных роботах. Рабочий процесс упаковки, разработанный и проверенный на одной модели гуманоида, может быть адаптирован для работы на другой модели от другого производителя. Логика задачи - что взять, куда поместить, как упорядочить - сохраняется. Изменяются только низкоуровневые команды двигателя, чтобы учесть различия в конфигурации суставов, конструкции захвата и расположении датчиков.
Роботы разных брендов могут работать бок о бок на одном объекте, управляемые через единую панель. Производитель может использовать легкие, экономичные гуманоиды для обработки материалов на одной производственной линии и более мощные модели с большей грузоподъемностью для паллетирования на другой. Оба управляются через одно и то же программное обеспечение для парка, с тем же интерфейсом, той же аналитикой и тем же обучением операторов.
Обновление оборудования не требует переобучения рабочих процессов. Когда появляется новый, лучший гуманоид - а на этом рынке это происходит каждые несколько месяцев - производитель может включить его в парк через модель лизинга без перестройки рабочих процессов, которые были разработаны и оптимизированы за месяцы эксплуатации. Программное обеспечение адаптируется к новому оборудованию. Накопленные операционные знания сохраняются.
Как работает уровень абстракции
Техническая архитектура, обеспечивающая аппаратную независимость, работает на четырех различных уровнях, каждый из которых имеет свое отношение к базовому оборудованию.
Наверху находится уровень задачи, который полностью аппаратно-независим. Здесь фиксируется сама работа: что нужно сделать менеджеру по операциям, и записи операторов, которые уже это делают. Нет ссылок на углы суставов, крутящие моменты двигателей или спецификации датчиков - только желаемый результат, выраженный человеческими терминами.
Ниже находится уровень поведения, где система ИИ декомпозирует задачу на последовательность действий и обучает обобщенную политику посредством симуляции. Эта политика фиксирует интеллект рабочего процесса - логику того, что делать, когда и в каком порядке - без кодирования специфики того, как движется тело конкретного робота.
Уровень трансляции - это место, где появляется аппаратная специфика. Обобщенная политика отображается на конкретную кинематику целевого робота: его степени свободы, пределы суставов, ограничения скорости, тип захвата и конфигурацию датчиков. Эта трансляция происходит автоматически и может быть повторно выполнена для другой модели робота без изменения вышележащих уровней.
Внизу находится уровень исполнения, где низкоуровневые команды двигателя отправляются на актуаторы робота. Это единственный уровень, который действительно зависит от оборудования, и он обрабатывается собственной прошивкой производителя.
Ключевая идея заключается в том, что интеллект рабочего процесса - логика задачи, принятие решений, обработка граничных случаев - находится в двух верхних уровнях, которые аппаратно-независимы. Только два нижних уровня взаимодействуют с оборудованием. Это разделение делает рабочие процессы переносимыми между различными моделями роботов.
Стратегические последствия для производителей
Аппаратная независимость - это не просто техническая особенность. Это стратегический выбор, который влияет на переговорные возможности, технологические риски, устойчивость цепочки поставок и долгосрочную стоимость владения.
Переговорные возможности - это, пожалуй, самое непосредственное и ощутимое преимущество. Производитель, который может переключаться между OEM-производителями, имеет принципиально иные рычаги влияния в ценообразовании, поддержке и договорных переговорах, чем тот, кто привязан к одному поставщику. Возможность убедительно угрожать переходом - потому что Ваши рабочие процессы и инфраструктура управления переносимы - меняет каждый разговор с каждым поставщиком оборудования.
Технологический риск управляется путем сохранения опциональности. Рынок гуманоидов развивается такими темпами, что ведущее сегодня оборудование может устареть в течение двух лет. Аппаратно-независимая платформа гарантирует, что Ваши инвестиции в рабочие процессы, обучающие данные, навыки операторов и инфраструктуру управления парком переживут смену оборудования.
Устойчивость цепочки поставок улучшается, когда Вы не зависите от производственных мощностей, поставок компонентов или непрерывности бизнеса одного производителя. Если Ваш единственный поставщик оборудования сталкивается с задержками производства, нехваткой компонентов или финансовыми трудностями, аппаратно-независимая настройка позволяет Вам найти альтернативы без перестройки всей Вашей инфраструктуры автоматизации.
Суть такова: на рынке, где более ста производителей гуманоидов, Ваша программная платформа является более важным долгосрочным решением, чем выбор оборудования. Роботы будут постоянно улучшаться и дешеветь. Программное обеспечение, которое связывает их с Вашими операциями, является стратегическим активом. Выбирайте платформу, которая дает Вам свободу переключаться, смешивать и обновлять - а не ту, которая привязывает Ваше будущее к дорожной карте одного поставщика.