Чому інтеграція гуманоїдних роботів коштує дорожче, ніж апаратне забезпечення – і як це виправити
Витрати на інтеграцію та розгортання у 2–3 рази перевищують ціну самого гуманоїда. Компанії, які усунуть це вузьке місце, отримають найбільшу цінність на ринку фізичного ШІ обсягом 30 мільярдів доларів.
Motion1 Inc. ·
Справжня ціна людиноподібного робота
Коли виробник вперше оцінює людиноподібну автоматизацію, розмова майже завжди починається з заявленої ціни робота. Людиноподібні роботи початкового рівня зараз коштують близько 16 000 євро. Моделі вищого класу з більшою вантажопідйомністю та спритністю наближаються до 50 000 євро. Це розумні цифри для машини, яка може працювати протягом змін, не бере відпусток і забезпечує стабільну якість продукції – і вони представляють собою різке падіння порівняно з цінами понад 150 000 євро лише кілька років тому.
Але заявлена ціна є оманливою, оскільки вона приховує вартість, яка насправді визначає, чи буде розгортання людиноподібного робота успішним чи невдалим: інтеграція.
Робота з інтеграції та розгортання - програмування робота для Ваших конкретних завдань, побудова симуляції Вашого конкретного середовища, тестування на Вашому конкретному заводському цеху, обробка Ваших конкретних граничних випадків - зазвичай коштує в два-три рази дорожче, ніж саме обладнання. Робот вартістю 20 000 євро може легко вимагати 60 000–100 000 євро на інтеграційні роботи, перш ніж він зробить щось корисне. Це вузьке місце, яке утримує людиноподібних роботів на демонстраціях виставок замість заводських цехів, і розуміння того, чому це так дорого, є першим кроком до вирішення цієї проблеми.
Чому інтеграція така дорога
Вартість інтеграції людиноподібних роботів зумовлена чотирма структурними факторами, які, взяті разом, пояснюють, чому розгортання робота залишається на порядок складнішим, ніж його купівля.
Перший фактор полягає в тому, що кожне розгортання фактично є індивідуальним. Немає двох однакових заводів. Кожен має своє власне планування, своє власне обладнання, свій власний асортимент продукції, свої власні вимоги безпеки та свою власну колекцію граничних випадків, які накопичувалися роками експлуатації. Людиноподібний робот, який пакує хліб на одному об'єкті, не може бути просто переміщений на інший об'єкт і очікувати, що він працюватиме. Висота конвеєра інша. Розміри коробки змінилися. Умови освітлення впливають на систему зору. Кожна деталь має значення, і сьогодні команда інженерів-робототехніків повинна враховувати кожну деталь вручну.
Другий фактор - це відсутність стандартного інтеграційного шару. Кожен виробник людиноподібних роботів (OEM) розробив власні API, схеми керування, конфігурації датчиків та комплекти розробки програмного забезпечення. Немає універсального проміжного програмного забезпечення, немає спільної мови програмування, немає спільного стандарту для визначення та виконання завдань. Інженер, який витратив три місяці на інтеграцію однієї марки людиноподібного робота, повинен по суті починати все спочатку, коли виробник хоче спробувати іншу марку. Ця фрагментація збільшує витрати на кожному етапі.
Третій фактор - це вузьке місце експертизи. Люди, які розуміють виробничі операції - керівники виробництва, майстри змін та лінійні працівники, які роками вдосконалювали свої процеси - не можуть програмувати роботів. Люди, які можуть програмувати роботів - інженери-робототехніки з вищими ступенями в системах керування та комп'ютерних науках - не розуміють виробничих операцій. Подолання цього розриву вимагає дорогих консультантів, які слугують перекладачами між двома світами, що говорять абсолютно різними мовами.
Четвертий фактор - це розрив у симуляції. Навчання робота в симуляції, а потім його розгортання в реальному світі - процес, відомий як перенесення з симуляції в реальність (sim-to-real transfer) - залишається недосконалою наукою. Політики, які досягають майже ідеальної точності в симуляції, часто зазнають невдачі, коли стикаються з безладними реаліями фізичного середовища. Закриття цього розриву вимагає ітеративного тестування на заводському цеху, де кожен цикл займає години, а не секунди, як у симуляції, і де невдачі мають реальні наслідки у вигляді пошкоджених продуктів, інцидентів безпеки та простоїв виробництва.
Проблема масштабування
Традиційна модель інтеграції має фундаментальну проблему масштабування, яка виходить за рамки вартості: вона вимагає дефіцитної, дорогої людської експертизи для кожного окремого розгортання. У всьому світі налічується менше 50 000 кваліфікованих інженерів-робототехніків. Прогнозований попит на розгортання людиноподібних роботів досягне мільйонів одиниць до 2030 року. Арифметика просто не працює.
Навіть якби Ви могли найняти достатньо інженерів - а Ви не можете - економіка не покращується з масштабуванням. Індивідуальне проектування для кожного розгортання означає, що вартість одного розгортання залишається приблизно постійною. Немає кривої навчання, немає зниження граничних витрат, немає способу використати роботу, виконану при розгортанні номер один, щоб зробити розгортання номер сто дешевшим або швидшим. Кожен завод - це чистий аркуш.
Це фундаментально відрізняється від того, як масштабується програмне забезпечення. Коли компанія-розробник програмного забезпечення створює продукт, граничні витрати на обслуговування наступного клієнта наближаються до нуля. Модель інтеграції для людиноподібних роботів є протилежною: граничні витрати на наступне розгортання приблизно такі ж, як і на перше. Ось чому галузі потрібен інший підхід.
Підхід програмної платформи
Рішення проблеми вартості інтеграції полягає не в більшій кількості інженерів, а в кращому програмному забезпеченні. Зокрема, це програмні платформи, які замінюють індивідуальне проектування автоматизацією на основі ШІ, перетворюючи процес розгортання з індивідуального консалтингового залучення на повторюваний, масштабований продукт.
Ці платформи працюють, перетворюючи зафіксовані завдання на робочі процеси, які може виконувати робот. Замість того, щоб хтось писав керуючий код, керівник виробництва описує, що потрібно зробити, а оператори, які виконують це сьогодні, записуються під час виконання. Платформа розкладає завдання на окремі кроки, генерує 3D-симуляцію заводського середовища з фотографій та відео, навчає людиноподібного робота в цій симуляції за допомогою навчання з підкріпленням та перевіряє політику перед її перенесенням на реальне обладнання.
Критична відмінність від традиційної моделі полягає в тому, що платформа покращується з кожним розгортанням. Накопичуються навчальні дані. Моделі симуляції стають точнішими. Алгоритми розкладання завдань навчаються на минулих успіхах та невдачах. Граничні витрати на соте розгортання значно нижчі, ніж на перше, а на тисячне розгортання - ще нижчі. Це крива навчання, якої бракує індивідуальному проектуванню, і саме це робить можливим масове розгортання людиноподібних роботів.
Що це означає для ринку
Прогноз ринку людиноподібних роботів у 30 мільярдів євро передбачає, що людиноподібні роботи будуть розгортатися в масштабах виробництва, логістики та послуг. Але масове розгортання неможливе, якщо кожна установка коштує від 50 000 до 150 000 євро на інтеграційні роботи. Прогноз ринку матеріалізується лише в тому випадку, якщо витрати на інтеграцію знизяться в десять-сто разів.
Таке значне зниження витрат не може бути досягнуто за рахунок поступових покращень у традиційному консалтингу. Воно може бути досягнуто лише за рахунок програмної автоматизації, яка фундаментально змінює економіку розгортання. Компанії, які створюють цей програмний шар, отримають непропорційну частку вартості ринку, оскільки кожен проданий людиноподібний робот - незалежно від виробника - потребує інтеграційного програмного забезпечення, щоб стати корисним.
Шар розгортання є, багато в чому, найважливішою стратегічною частиною екосистеми людиноподібних роботів. Понад 100 компаній виробляють обладнання. Програмне забезпечення, яке робить його корисним, все ще широко відкрите.
Як оцінювати інтеграційні рішення
Для виробників, які оцінюють різні підходи до інтеграції людиноподібних роботів, п'ять факторів відрізняють рішення, які масштабуватимуться, від тих, які ні.
При порівнянні підходів зважте ці фактори:
- Час до першого робочого процесу - рішення, яке займає місяці, використовує традиційні методи з програмною оболонкою. Рішення, яке надає робочий процес за лічені дні, використовує справжню автоматизацію на основі ШІ.
- Необхідна експертиза від Вашої команди - Якщо рішення вимагає від Вашого керівника виробництва вивчення програмування робототехніки, або якщо воно вимагає від Вас найму інженера-робототехніка, воно не вирішило вузьке місце експертизи - воно лише перемістило його.
- Можливість повторного використання - Чи можуть робочі процеси, розроблені для одного завдання, бути адаптовані для подібних завдань? Чи можуть робочі процеси передаватися між різними моделями роботів або різними виробничими майданчиками? Якщо кожне нове завдання починається з нуля, Ви платите за індивідуальне проектування, незалежно від того, як це називає постачальник.
- Поточна структура витрат - Якщо кожне нове завдання або кожна модифікація робочого процесу вимагає ще одного залучення, загальна вартість володіння буде невідрізною від традиційного консалтингу. Правильна платформа дозволяє Вашій команді ітерувати незалежно після початкового розгортання.
- Право власності на дані - Робочі процеси, які генерують Ваші розгортання, навчальні дані, які виробляють Ваші операції, та моделі симуляції, побудовані на основі Вашого об'єкта - це цінні активи. Переконайтеся, що вони належать Вам.