Enten vi er klare eller ikke, den robotiske revolusjonen er på vei. Disse smarte, selvlærende maskinene fins allerede i hjemmene våre, på kontoret og gatene våre.Men hvilke teknologier er med på å støtte denne utviklingen? Og hva hvilke teknologier kommer vi til å se i fremtiden?
Se for deg hvilken som helst sektor og en form for robotikk er garantert involvert. Varehusroboter fullfører bestillinger og droner leverer pakker. Robotiske armer utfører kirurgiske operasjoner mens robotiske systemer retter skoleoppgaver.
Roboter er overalt. Vi har nådd et punkt hvor robotiske systemer, som minibanker og selvbetjente kassaappartater, er så vanlige at vi ikke tenker på de som roboter lengre.
Dette er et felt som har eksplodert i løpet av det siste tiåret og som tiden går vil det fortsette å endre samfunnet. Morgendagen er automatisert, digitalisert og tilkoblet.
Men hvilke teknologier står bak? Mekanikk, intelligens og tilkobling er grunnleggende her. I denne artikkelen ser vi nærmere på hvordan disse er med på å endre det robotiske samfunnet vi i dag lever i.
Robotikk
I 1961 lanserte General Motors Unimate– verdens første industrielle robot. Den veide 1225 kilo og automatiserte pressestøpingen, en oppgave som tidligere var svært risikofylt.
Siden den gang har roboter tatt over menneskelige produksjonsoppgaver, spesielt de som innebærer tunge løft og repetetive bevegelser, og utfører disse på en mer effektiv måte.
Og de er viktige i ikke-industrielle miljøer også. Roboter for bruk i hjemmet, arbeidsplassen, i militæret og også selvkjørende biler er alle med på å endre sektoren.
Teknologien bak scenen
Sensorteknologi er en av hjørnesteinen bak robotenes framvekst. Sensorer med lavt rekkevidde og kamera med lav oppløsning har blitt erstattet av kraftigere verktøy. Med moderne bevegelses- og synssytemer kan roboter utføre oppgaver raskere og mer enda bedre nøyaktighet.
Andre robotiske teknologier inkluderer:
Robotsyn
Lidar-systemer (Light Detection and Ranging): Lys reflekteres fra overflaten for å skape et 3D-kart av miljøet.
2D-syn: Et flatt kalibrert syn gjør at robotene kan måle lengde og bredde, men ikke høyde.
3D-syn: Vanligvis to kamera som viser X-, Y-, og Z-aksen for å gi mer gemometrisk informasjon.
Lyd
Mikrofon: En analog-til-digital-omformer kombinert med digital signalbehandling gir informasjon om følelsene i stemmen til et meneske.
Berøring
Kapasitive sensorer: Gir informasjon om ulike overflater og brukes i berøringsskjermer.
Persepsjon
Avstandssensorer: Brukes med kapastitive, induktive, optiske, sonar, ultrasoniske og fiberoptiske teknologier.
Roboter i bevegelse
Roboter kommer i mange former, og i science fiction ligner disse ofte på mennesker. På tross av imponerende utviklinger fra selskaper som Boston Dynamics (se videoen ovenfor), er vi fortsatt mange år unna smidige menneskelige bevegelser.
Vi har likevel kommet langt siden mekanismer som la grunnlaget for ‘robotdansen’.
Insekter
Forskere ved Tokyo Institute of Technology har oppdaget nye måter å kontrollere flerbeinte roboter på. Ved å bruke en dobbel kontroller kan et nettverk av ikke-linære oscillatorer manipuleres til å manøvrere ulike gangarter og stillinger. For å si det enkelt: de har utviklet roboter som beveger seg som insekter.
For å demonstrere dette brukte de en maurlignende, seksbeint robot. Forskerne oppdaget at roboten utførte gangarter den ikke hadde blitt utviklet for å produsere og disse minnet om insekter. I motsetning til de fleste utviklinger som prøver å etterligne biologi har disse forskernee klart å rekonstruere naturlige bevegelser.
Edderkopper
Forskere har bygd en bionisk edderkopp som kan rulle og krype – en tidlig prototype kan ses i videoen ovenfor. Den heter BionicWheelBot og er inspisert av Cebrennus rechenbergi, en edderkopp som slår hjul og som endrer seg avhengig av underlaget. På en ujevn overflate ville den brukt beina, mens på en jevn overflate sprer den beina sine og slår salto for å bevege seg.
Robotversjonen har åtte bein og for de som har araknofobi er den ikke like skummel som en ekte edderkopp. For å gå bruker den alle beina, og for å rulle samler den seks bein og bruker 15 motorer for å bevege de to gjenværende beina framover.
Kunstig intelligens
Selv roboter med begrenset intelligens har vist at de kan bidra til å øke produktivitet og effektivitet. Men morgendagens roboter vil være enda smartere, og potensialet for ytterligere gevinster er enormt. Vi kan takke kunstig intelligens (AI) for dette.
AI defineres som maskinens evne til å etterligene intelligent menneskelig atferd. Eller som en av grunnleggerne uttrykte det:
Kunstig intelligens er den aktiviteten som går ut på å gjøre maskiner intelligente, og intelligens er den egenskapen som gjør en enhet i stand til å fungere hensiktsmessig og forutseende i sine omgivelser.
Nils J. Nilsson
Data er drivstoffet som gjør at AI kan ta nøyaktige og informerte beslutninger. Data modelleres ofte fra flere kilder og brukes for å bygge kunnskapen.
Innen dette området utvikles stadig flere funksjonaliteter og bruksområder vi ikke har sett før.
Nedenfor har vi samlet noen eksempler:
AI-skannere som kan forutse sykdom
Forskere fra det helsevitenskapelige selskapet Verily har laget en AI-algoritme som kan forutse hjertesykdommer ved å se inn i pasientens øye. Ved å analysere øyeskanninger bruker programvaren maskinlæring for å lære karakteristikker som alder og blodtrykk. Disse dataene brukes så for å forutse kardiovaskulær risiko.
Algoritmen ble opplært på et medisinsk datasett av nesten 300 000 pasienter, og inneholdt både generell pasientinformasjon og øyeskanninger. Nevrale nettverk brukes for å lete etter mønstre i denne informasjonen, og algoritmen lærer å knytte øyedata til målingene av hjertesykdom.
Stemmekloning
Baidu er et kinesisk multinasjonalt selskap som spesialierer seg på internettrelaterte tjenester og i 2018 lanserte de en hvitbok som detaljerte et program som kan klone en stemme etter å kun ha hørt den i få sekunder. Ikke bare kan den etterligne en stemme, men den kan også endre denne til et annet kjønn eller dialekt.
Systemet bruker dype nevrale nettverk for å trene programmet. Tidligere ville opplæringen tatt mye lenger tid men Baidu viser at denne utviklingen nå går mye raskere.
AI som kan høre følelser
Musikkdataspesialistene, Gracenote, har lært opp en datamaskin til å oppdage følelser i sanger ved bruk av maskinlæring. Teamet startet med å utvikle en taksonomi av humør, atmosfærer og emosjonelle kvaliteteter man ofte assosierer med musikk. De brukte så 40 000 sanger som eksempler på humørkategoriene og matet dette inn i opplæringssetet. Når systemet var opplært i sangene, ble det brukt på millioner av låter.
Denne teknologien brukes nå av strømmetjenester som Apple og Spotify.
Tingenes internett
Tilkoblede enheter endrer hvordan husene, kontorene og byene våre fungerer. Mange kommentatorer har faktisk spådd at vi i fremtiden ikke kommer til å bruke uttrykket ‘tingenes internett’, fordi morgendagens enheter vil alle være tilkoblet.
Det globale IoT-markedet er forventet å vokse fra $300.3 milliarder fra 2021 til $650.5 milliarder innen 2026.
(Source: MarketsandMarkets)
En grunn til denne økningen er at tilkoblingsteknologi blir billigere å produsere. Sensorer kan fange informasjon som trykk, moment og temperatur, og disse blir billigere og billigere, noe som påvirker robotikkmarkedet.
Lidar-sensorer blir også billigere og kan i dag kjøpes for så lite som $100. Disse var tidligere de dyreste komponentene i selvstyrende roboter. På grunn av betydelige investeringer i det automatiserte bilmarkedet har produksjonskostnader også gått dramatisk ned.
Mens vekst i edge databehandling vil gjøre det enda enklere å ta i bruk IoT-løsninger. Tenk på det som en lettversjon av et datasenter.
Hvor tradisjonelt maskinsyn krever separate kamera og behandlingsenheter, innebærer edge databehandling at kameraet kan forhåndsbehandle dataene og overføre mesteparten av databehandlingen til nettverkets ‘kant’.
Dette er spesielt nyttig for roboter som bruker AI fordi disse er avhengig av at store datavolum behandles i sanntid. Databehandlingen er raskere, noe som forbedrer effektiviteten og tiden det tar å fatte beslutninger.
Produksjonstilkobling
Rethink Robotics lanserte programvaren Intera Insights i sine produksjonsroboter. Programvaren gir produsenter kritiske datainnsikter i sanntid og som gjør det enklere å trene roboten. Nøkkelindikatorer som kraft, hastighet, deltellinger og syklustider vises via et tilpasningsdyktig dashboard på robotens skjerm. Dette er første gang man har samlet inn data fra en samarbeidsrobot.
Smart landbruk
Roboter, droner og bedre tilkobling er med på å automatisere landbrukssektoren. De brukes til såing, hagebruk, innhøsting og andre oppgaver. IoT-tilkobling av andre automatiserte maskiner, som traktorer og droner, kan redusere behovet etter manuelt arbeid og gjøre landbruket mer selvforsynt.
Fremtidens roboter
Gjennom historien har teknologi ført til suksess og nedgang for byer over hele verden. Roboter vil utvilsomt følge denne trenden.
I de siste årene har mikroprosessorer blitt enda kraftigere, AI har blitt mer intelligent, og roboter har vist at de er et verdifullt automasjonsverktøy.
AI og IoT vil slå seg sammen og være ansvarlig for å skape smartere byer, mer spennende bedrifter og utvikle raskere innovasjonssykluser enn noen gang tidligere.
