A robotizáció, az automatizálás jelentős beruházás, amit nemcsak a technológiai fejlődés, de sokszor a kényszer is hajt. Milyen okokra vezethető ez vissza?
Az elmúlt öt évben a vállalkozások jellemzően az emberi munkaerő hiányával és drágulásával küzdenek, miközben a robotika és vele együtt a technológia egyre olcsóbb lesz. Azt látjuk, hogy az elmúlt 20-30 évben ez a bizonyos olló az árrések között egyre jobban kinyílik, ez hajtja az automatizálást és a robotok alkalmazását. Ugyanakkor fontos, hogy a gyártásban nem feltétlenül hatékonyságnövelés miatt alkalmazzák a robotokat, hanem azért, hogy kiváltsák, helyettesítsék a munkaerőt. Bár a technika rengeteget fejlődött, de az összetett gyártási folyamatok mégis korlátai a rendszerbe integrálásuknak, hiszen nem biztos, hogy a bonyolult részmunkák mellett hatékonyabban dolgozik egy robot, mint egy ember, még akkor is, ha a robot 24 órán át tud dolgozni.
Ez azt is jelentheti, hogy nem jól használjuk ma a robotokat?
Ma az új európai uniós iránymutatások is azt szorgalmazzák, hogy emberközpontúvá kell tennünk az automatizált rendszereket. Már több mint egy évtizede keressük például a kollaboratív robotok hatékony alkalmazását a gyártási körülmények között, sőt kutatás-fejlesztési oldalon is. Jelenleg laboratóriumi körülmények között sem nagyon lehet még találkozni igazi kollaboratív munkával ember és gép között. Hiszen a robot-ember közötti kollaboratív kapcsolat nem merülhet ki csak a biztonsági aspektusok vizsgálatában. Mert nem attól lesz tökéletes a kobot, hogy nem üt agyon, hogyha a közelébe megyek, hanem attól, hogy valódi, közös munkát végzünk. Persze most is folynak laboratóriumi kísérletek, például amelyekben különböző agyi impulzusokkal képesek irányítani egy robotkart, így egy robotkarral kiegészülve akár harmadik karunk is lehet. Nyilván ez most még messze van az ipari alkalmazástól, de tény, hogy ez az igazi kollaborativitás, amely most még keresi a funkcióját az életünkben: mindenki próbálja megérteni azt, hogy mit akar tenni az ember azért, hogy a robot ki tudja őt szolgálni. Vagyis a kétirányú kapcsolat kialakítása az egyik legfontosabb tennivaló a jövőben.
Mi az Operátor 4.0?
Az emberi munkaerő hatékony és ember-központú támogatása. Az ember-gép közötti kapcsolat, a folyamatos és egymást segítő kooperáció régóta a kutatások középpontjában áll, és ez a tendencia egyre sürgetőbb a kollaboratív robotok terjedésével. Az ember-gép interfészeknek ugyanis újszerű módon kell megközelíteniük a kollaboratív irányt, olyan interakciót kell biztosítaniuk a robot és a humán erőforrás között, ami valós időben képes mindkét irányból segítséget és megfelelő támogatást adni. Ezzel az interaktív ember-gép kapcsolattal már a Tokiói Egyetem Hashimoto Laboratóriumában is évek óta foglalkoznak, ahol egy intelligenstér-rendszer (iSpace) segíti az emberek és robotok egymásrautaltságát és közös működését. Ez segíti az operátorokat abban, hogy munkájukat nagy hatékonysággal, magas sikeraránnyal és alacsony teherrel végezzék.
Az intelligens tér három alapvető elemre épül: az erőforrásokra, a felhasználókra és a feladatokra. Ez a felhasználó-erőforrás-feladat modell támogatja a komponensek közötti interakció megtervezését, segíti a feladatok, a miértek és a hogyanok egymásra épülését a folyamatokban, és pontos architektúrában modellezi a feladatokat, hogy a lehető leggyorsabban és leghatékonyabban képes legyen reagálni az emberi kérésekre. Ehhez az operátorok tevékenységét kamerákkal, belső helymeghatározó rendszerekkel vagy hangjelzések alapján azonosítják, és a multiszenzoros adatokat mesterséges intelligencia, valamint a gépi tanulás segítségével dolgozzák fel. A megszerzett információkat vezeték nélküli hálózaton keresztül továbbítják a dedikált számítógépeknek, amelyek minden olyan eseményt, amely a téren belül a figyelt paraméterek változásához kapcsolódik, elemeznek és feldolgoznak.
A robotizáció ennek ellenére néhány országban még a pandémia ellenére is töretlen. Minek köszönhető mindez?
Azt látjuk a világpiacon, hogy azok az országok egyre robotizáltabbak, ahol a nagy volumenű gyártások jellemzőek. Nekünk itt Közép-Kelet-Európában kisebb hozzáadott értékű gyártási folyamataink vannak, amivel nemcsak az a probléma, hogy kisebb az árrés, és ezáltal sokkal nehezebb vagy szűkebb a fejlesztési környezet, hanem azért is nehéz, mert a szerelési folyamataink még mindig jelentősen emberorientáltak. Vagyis ezek a szerelési folyamatok nagyon összetettek és komplexek, ezért nehéz azokat automatizálni. A robotok egyszerűbb műveleteket váltanak ki ma is: jellemzően a „pick-it” műveletek bízhatók rájuk.
Mi lehet a megoldás erre?
A kutatási projektjeink is erre a kérdésre keresik a választ, ez a fő motivációnk, van olyan kutatás-fejlesztési projektünk, ahol például kis darabszámú és nagy variánssal operáló gyártási környezetben tervezünk automatizált gyártást. Itt is egy hibrid megoldás felé mentünk el: megtartottuk az emberi erőforrást, viszont az egyre csökkenő létszámhoz alkalmazkodnunk kellett, hiszen három műszakban találni ma már emberi erőforrást gyakorlatilag lehetetlen. Azt tartottuk szem előtt, hogy hogyan tudunk kvázi kooperációt létrehozni az automatizált folyamatok, az emberi munkaerő és az ő munkautasításaik között, hogy valamilyen hatékony módszert alakítsunk ki. Ha már ipar 5.0 létezik, ami kifejezetten arra hívja fel a figyelmet, hogy emberközpontúan kell terveznünk a gyártást, mi foglalkozunk az Operátor 4.0 koncepcióval, hiszen a vállalatnak egyre inkább érdeke az, hogy lehetővé tegye, hogy a munkaerő hatékonyan tudjon dolgozni, és a lehető legtöbbet tudja kihozni magából.
munkafolyamatba helyezésének céljául
Hogyan állunk mi, magyarok ebben a versenyben, vannak rejtett tartalékaink?
Magyarország mérnöki tudás szempontjából még mindig kiemelkedő Európában. Ugyanakkor itt is az emberi állomány, a létszám az, ami egy kicsit a háttérbe szorít minket. Mert a mérnöki tudás megvan a robotika területén is. Hiszen van egy mechatronikai tudás, ami kell a robotikához, viszont ma már egyre inkább kiemelkedő az, hogy hogyan tudunk vezérlő vagy tanuló algoritmusokat készíteni: ez az, ami igazi szakemberré teszi a mérnököket. Ebben szerintem Magyarország nem áll rosszul, ugyanakkor a demográfiai adatok, az egyetemi felvételi adatok, a végzettségi adatok tendenciája eddig nem adott okot az optimizmusra. Reméljük, ez most változni fog. Amit mi, a Pannon Egyetemen meg tudtunk tenni, azok a célzott szakmérnöki képzések. Három éve alapítottuk az Ipar 4.0 megoldásokat, fejlesztő adat- és rendszertudományi szakmérnök képzésünket, ami már kifejezetten azoknak szól, akik az iparban dolgoznak, de szeretnék megtanulni azt, hogy mik a jelen és a jövő megoldásai, sőt ezt kiegészítve februárban indul a Mesterséges Intelligencia megoldásokat fejlesztő adat- és rendszertudományi szakmérnök képzésünk is, kifejezetten mérnököknek.. Egyre szaporodnak az iparban az adatalapú megoldások és projektek, amelyek legnagyobb kudarcfaktora az az, hogy a mérnök és az az informatikus, aki az adatokhoz ért, nem értenek egymással szót. Valahogy ezt próbáljuk többek között áthidalni, és ez nagyon fontos a robotikában, hiszen ahhoz, hogy jól tudjuk adaptálni ezeket a rendszereket, ahhoz meg kell értenünk a rendszer egymásra épülését és egymásrautaltságát.
Dr. Ruppert Tamás
Az Abonyilab kutatócsoport helyettes vezetője, a Pannon Egyetem Mérnöki Karának egyetemi docense.
Gépészmérnöki és mérnökinformatikai, valamint mechatronikai mérnöki diplomát, majd 2020-ban PhD-fokozatot szerzett.
Jelenlegi kutatásai az Operátor 4.0-ra fókuszálnak, kutatási területe a tevékenységfelismerés, az eseményszimulátorok és az emberközpontú megoldások vizsgálatára terjed ki.
A kutatócsoport honlapja: https://www.abonyilab.com/
Az Operátor 4.0 kutatás honlapja: https://www.operator4.com/
A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock
Az interjú a Robotech 2022-es kiadványban jelent meg, amely ezen a linken olvasható.
