Robotika, ako dynamický a inovatívny odbor techniky, predstavuje kľúčový pilier modernej doby. Tento odbor sa venuje vývoju, konštrukcii a programovaniu robotov – pokročilých zariadení, ktoré dokážu automaticky vykonávať rozličné úlohy. Aplikácia robotiky siaha od priemyselných aplikácií až po každodenné použitie v domácnostiach a zdravotníctve.
Charakteristika robotiky
Robotika je výsledkom synergie medzi viacerými odbormi – od mechaniky, cez elektroniku, informatiku až po automatizáciu. Táto interdisciplinárna spolupráca umožňuje vytvárať sofistikované a inteligentné zariadenia. Roboty môžu byť buď ovládané priamo človekom alebo programované na samostatné plnenie špecifických úloh. V súčasnosti robotika nachádza uplatnenie v širokom spektre priemyselných a komerčných odvetví. V automobilovom priemysle, leteckej technike, logistike či zdravotníctve roboty zastávajú úlohy, ktoré sú pre človeka fyzicky náročné alebo nebezpečné. Ich schopnosť vykonávať precízne a opakované operácie zvyšuje efektivitu a bezpečnosť pracovných procesov. V oblasti výskumu a vývoja sa robotika sústreďuje na tvorbu ešte inteligentnejších robotov. Tieto roboty, schopné učenia a adaptácie, nájdu uplatnenie v ťažko dostupných alebo extrémnych prostrediach, ako sú vesmírne misie, záchranárske operácie, alebo prieskum nehostinných oblastí.
Čo sú kolaboratívne roboty (Cobots)?
Kolaboratívne roboty alebo coboty sú roboty navrhnuté na priamu spoluprácu s ľuďmi. Na rozdiel od tradičných priemyselných robotov, ktoré kvôli bezpečnosti pracujú v klietkach, sú coboty skonštruované na manipuláciu s predmetmi a nástrojmi v tesnej blízkosti ľudí.
Coboty majú zvyčajne zaoblené hrany, ľahšie časti a senzory, vďaka ktorým sú bezpečnejšie pre interakciu s ľuďmi. Takisto sa ľahšie programujú, majú intuitívne rozhrania, ktoré si nevyžadujú špecializované technické znalosti. Mnohé coboty možno “trénovať” tak, že ich ruky navediete na požadované pohyby a potom stlačíte tlačidlo, aby tieto pohyby zopakovali.
Medzi spôsoby, ktorými koboty zlepšujú výrobu, patria:
- Prevzatie opakujúcich sa a nudných úloh. – Coboty zvládajú úlohy, ako je montáž dielov, vyberanie a ukladanie, balenie a triedenie, ktoré sú pre ľudí nudné alebo fyzicky náročné. Ľudia sa tak uvoľnia pre zaujímavejšiu prácu.
- Zvýšenie produktivity – Coboty pracujú neúnavne vo dne v noci bez prestávok, dovoleniek alebo dní práceneschopnosti. Pohybujú sa tiež presne a dôsledne, čím sa znižujú chyby a plytvanie materiálom.
- Umožnenie prispôsobenia – Coboty sa dajú rýchlo preprogramovať, aby zvládli krátke výrobné série alebo sa dali ľahko prepínať medzi rôznymi výrobkami. Táto agilita umožňuje hromadné prispôsobovanie a výrobu just-in-time.
- Zlepšenie bezpečnosti na pracovisku – Coboty eliminujú mnohé riziká spojené s ťažkými strojmi a priemyselným prostredím. Ich dizajn a ovládanie, ktoré je priateľské k človeku, pomáha predchádzať zraneniam, ako sú natiahnutie svalov, porezanie a rozdrvenie.
Coboty poukazujú na budúcnosť, v ktorej budú ľudia a roboty pracovať bok po boku a spájať ľudskú kreativitu a riešenie problémov s odolnosťou a presnosťou robotov. Výsledkom je spolupráca, ktorá je oveľa produktívnejšia ako spolupráca každého z nich. Éra robotiky nie je o nahradení, ale o rozšírení – a koboty sú na jej čele.
Ako sa cobot líši od tradičného priemyselného robota?
Nízke náklady a menšie rozmery
Coboty sú zvyčajne ľahké, menšie a cenovo dostupnejšie v porovnaní s ťažkými priemyselnými robotmi. Nevyžadujú drahú infraštruktúru, ako sú kovové klietky a bezpečnostné opatrenia, a môžu pracovať priamo po boku ľudských pracovníkov.
Ľahšie sa programujú
Tento typ robotov sú navrhnuté tak, aby sa dali intuitívne a jednoducho programovať, a to aj pre ľudí bez technického vzdelania. Ich pohyby sa dajú “naučiť” prostredníctvom demonštrácie v procese nazývanom programovanie demonštráciou. Pracovníci manuálne pohybujú ramenom a chápadlom cobota požadovanými pohybmi a cobot tieto pohyby zaznamená, aby ich mohol zopakovať. Tento intuitívny štýl programovania umožňuje rýchle preprogramovanie kobotov na nové úlohy.
Bezpečnejšia práca
Kolaboratívne roboty sú skonštruované s bezpečnostnými prvkami, ktoré im umožňujú pracovať v tesnej blízkosti ľudí. Pohybujú sa pomalšou rýchlosťou ako priemyselné roboty a majú senzory, ktoré zistia kolíziu a okamžite zastavia ich pohyb. Niektoré koboty majú vo svojej konštrukcii dokonca poddajné, ľahké materiály, aby prípadný kontakt neublížil človeku. Tieto zabudované bezpečnostné mechanizmy znamenajú, že koboty môžu pracovať vedľa ľudských spolupracovníkov v továrni bez klietok alebo bariér. Pri implementácii týchto technológií je nevyhnutné zabezpečiť ochranu osobných údajov zamestnancov, aby sa zachovala ich súkromnosť a bezpečnosť v kontexte zvýšenej interakcie s robotmi.
Na rozdiel od jednoúčelových priemyselných robotov z minulosti sú coboty navrhnuté tak, aby boli flexibilné, inteligentné a prispôsobivé. Podľa potreby sa dajú rýchlo preprogramovať na vykonávanie rôznych úloh. Coboty majú aj citlivé senzory a umelú inteligenciu, ktoré im umožňujú prispôsobiť sa zmenám v prostredí. Ak je napríklad objekt mierne vychýlený z polohy, cobot dokáže tento problém zistiť a podľa potreby vykonať drobné úpravy na uchopenie alebo presunutie objektu. Vďaka tejto flexibilite a schopnosti prispôsobiť sa sú coboty užitočné v dynamických, neštruktúrovaných prostrediach, kde sa úlohy neustále menia.
Coboty prinášajú revolúciu do povahy práce tým, že robia robotiku dostupnou, bezpečnou a spolupracujúcou. Keďže sa coboty naďalej stávajú pokročilejšími, inteligentnejšími a cenovo dostupnejšími, zmenia spôsob, akým pracujeme po boku strojov.
Stručná história robotiky a cobotov
Roboty sú súčasťou ľudskej predstavivosti už celé stáročia, pričom prvé myšlienky vychádzali zo starovekých mytológií. S technologickým pokrokom vynálezcovia konštruovali primitívne automaty a zložité mechanické zariadenia, ktoré napodobňovali pohyb ľudí a zvierat.
Prvé priemyselné roboty
Začiatkom 60. rokov 20. storočia sa vo výrobe objavili prvé programovateľné robotické ramená. Nazývali sa “Unimate” a samostatne vykonávali nebezpečné, opakujúce sa úlohy na montážnych linkách. Tým sa zvýšila produktivita a kvalita v automobilovom priemysle.
S nárastom výpočtového výkonu v 70. a 80. rokoch 20. storočia sa do tovární dostávala pokročilejšia robotika a automatizácia. Programovateľné logické kontroléry uľahčili riadenie priemyselných procesov. Vidiace systémy umožnili robotom identifikovať a manipulovať s dielmi. Roboty na zváranie, lakovanie a montáž zvládali nebezpečné práce.
Vznik kolaboratívnych robotov
V 90. rokoch 20. storočia a v roku 2000 boli predstavené menšie kolaboratívne roboty (“koboty”). Na rozdiel od tradičných robotov, ktoré pracovali za bezpečnostným oplotením, boli coboty navrhnuté na priamu spoluprácu s ľuďmi. Boli skonštruované so zaoblenými hranami, snímačmi a obmedzením výkonu alebo sily, aby sa zabránilo zraneniam. To umožnilo kombinovať automatizované a manuálne procesy, pričom roboty vykonávali opakujúce sa úlohy, zatiaľ čo ľudia sa sústredili na zložitejšie úlohy.
Vďaka kobotom sa výroba stala flexibilnejšou, efektívnejšou a schopnejšou reagovať na zmeny. Zvyšujú produktivitu bez vysokých nákladov na tradičnú automatizáciu a v prípade potreby sa dajú rýchlo nasadiť. Globálny trh s cobotmi rastie o viac ako 30 % ročne, čo ukazuje, ako títo priateľskí pomocníci menia výrobné haly.
Budúcnosť cobotov: Nové aplikácie a trendy
Coboty sú čoraz pokročilejšie a inteligentnejšie a nachádzajú nové spôsoby, ako pomáhať a spolupracovať s ľudskými pracovníkmi. S rozširovaním ich schopností sa rozširuje aj ich využitie v rôznych odvetviach. Tu sú niektoré z nových trendov v technológii cobotov a ako menia výrobu.
Zvyšujúca sa autonómia
Kolaboratívne roboty získavajú čoraz väčšiu nezávislosť a potrebujú menej dohľadu zo strany ľudí. Pomocou zabudovaných senzorov a umelej inteligencie dokážu koboty rozpoznať svoje prostredie, vyhýbať sa prekážkam a učiť sa zložité úlohy prostredníctvom programovania na základe demonštrácie. To im umožňuje pracovať samostatnejšie popri ľuďoch s minimálnym rizikom nehody alebo zranenia.
Mobilný a obratný
Roboty už nie sú obmedzené na jedno pracovisko. Nové mobilné koboty sa dokážu pohybovať po továrenských halách a stiesnených priestoroch. Stávajú sa tiež obratnejšími a majú ruky s rozsahom pohybu a flexibilitou podobnou ľudským. Mobilné, obratné koboty otvárajú možnosti na automatizovanú prepravu a manipuláciu s materiálom, ako aj na zložité montážne úlohy. Napriek týmto pokrokom v technológii, personálne agentúry budú naďalej mať dôležitú úlohu v priemysle, pretože potreba kvalifikovaného personálu na ovládanie a údržbu týchto strojov zostáva vysoká.
Plug and Play
Coboty sa ľahšie ako kedykoľvek predtým programujú a integrujú do existujúcich prevádzok. Mnohé coboty možno naprogramovať prostredníctvom intuitívneho rozhrania dotykovej obrazovky alebo pohybom ramena a koncového efektora na demonštráciu požadovanej úlohy. Používajú štandardné rozhrania na pripojenie k iným strojom a snímačom vo výrobnej hale. Táto schopnosť plug-and-play znamená, že malí výrobcovia môžu ľahko prijať koboty bez špeciálnych odborných znalostí.
Pokračujúci pokles nákladov
S tým, ako sa coboty stávajú pokročilejšími, stávajú sa aj cenovo dostupnejšími. Ceny kobotov klesli za posledných desať rokov o viac ako 50 % a naďalej klesajú. Nižšie náklady umožňujú viacerým výrobcom, najmä malým a stredným podnikom, automatizovať svoje výrobné linky pomocou kolaboratívnych robotov. To vedie k vyššej produktivite, zlepšeniu kvality a zvýšeniu konkurencieschopnosti.
Budúcnosť kobotov je svetlá. Pokračujúci pokrok v oblasti autonómie, mobility, obratnosti, jednoduchosti používania a cenovej dostupnosti bude hnacím motorom ďalšieho zavádzania kolaboratívnych robotov, čo im umožní riešiť stále zložitejšie úlohy a prinášať výrobcom a pracovníkom nové výhody. Éra spolupráce človeka s robotom je tu a ďalej sa bude len rozširovať.
Zdroje:
