Podľa správy Medzinárodnej federácie pre robotiku (International Federation of Robotics – IFR) z konca minulého roku sa za posledných sedem rokov zdvojnásobil počet nainštalovaných robotov v priemyselných podnikoch. Ešte donedávna sme patrili k top krajinám z hľadiska počtu inštalovaných priemyselných robotov na počet obyvateľov, dnes nám podľa uvedeného prieskumu IFR patrí 18 priečka. Vyčerpali sme už na Slovensku potenciál nasadenia robotov v priemyselnej praxi? Prečo v tejto oblasti strácame dynamiku?

Určite sme potenciál robotiky na Slovensku ešte nevyčerpali. Veľkú rezervu máme nielen v menších výrobných firmách, ale dokonca aj v automobilkách. V našich automobilových závodoch pracuje priemerne viac ako 500 robotov na desaťtisíc zamestnancov. Vo vyspelých krajinách, ako je Južná Kórea, Japonsko alebo Singapur, v tomto segmente tá hustota stúpa nad tisíc kusov, v Kórei dokonca takmer tritisíc. Čiže existuje veľa činností v automobilkách, kde môžeme neatraktívnu ľudskú prácu nahradiť robotmi. A zjavne tie aplikácie sú vyvinuté a nasadené.

Prečo to tak u nás nie je, to je otázka na manažment našich automobiliek. Pravdepodobne je náš pracovník z hľadiska výkonnosti a ceny práce stále atraktívnejší zamestnanec ako robot. Veľkú medzeru máme aj v malých a stredných firmách. No to nie je výzva len pre Slovensko. V celej EÚ sa hovorí o tzv. demokratizácii robotiky. Čiže aby bola robotika dostupná a výhodná aj v procesoch takýchto firiem. Ak sa pozrieme na segment servisnej robotiky, plno aplikácií minimálne do poľnohospodárstva a zdravotníctva na Slovensku ešte musí prísť. Myslím si, že tlak nedostatku pracovnej sily v týchto segmentoch hospodárstva to len urýchli. Kto bude pripravený, bude mať konkurenčnú výhodu.

Ak by sme sa pozreli na priemyselnú robotiku (kartézske, SCARA a 6-axis) pred desiatimi rokmi a v súčasnosti, je z hľadiska veľkosti nevyhnutných investícií a celkových nákladov na jej vlastníctvo dostupnejšia ako minulosti?

Myslím si, že tie technológie neboli nikdy také dostupné ako dnes. Existuje veľa kvalitných robotických značiek, každá špecializovaná na iný segment. Navyše, vývojom nových technológií klesá cena tých starších technológií a tak sú dostupnejšie. Roboty sa dnes aj ľahšie programujú a na jednoduché aplikácie už nemusíte mať vo svojom podniku robotického experta. Zvládne to aj stredoškolák so zodpovedajúcim zaškolením. Keď si zoberieme neustále klesajúce ceny robotov, neustále lepšiu dostupnosť robotiky, čoraz väčšie spektrum aplikácií a schopností, aj vďaka prieniku umelej inteligencie do priemyslu, rastúce náklady na ľudského zamestnanca, potom musí byť každému jasné, že robotika musí byť logicky dostupnejšia.

Jednou z výziev pri nasadzovaní robotiky sú aplikácie zvárania rôznymi metódami. Aj keď roboty sa v tejto oblasti už nasadzujú desaťročia, stále je čo na procese robotického zvárania vylepšovať. Na čo si musia koncoví používatelia, ktorí chcú nasadiť robot v aplikácii zvárania, dať obzvlášť pozor? Viete povedať nejaké best practices, ktoré sú aktuálne v tejto oblasti k dispozícii?

Nie som úplne expert na oblasť zvárania, ale podieľame sa na vývoji rôznych robotických riešení pre robotizované zváranie. V minulosti sme spolupracovali na takýchto aplikáciách s PZ, a. s., v súčasnosti najmä so spoločnosťou VÚEZ, a. s. (najmä projekty IZVAR, DIROZ, QUALbyAI). Je vidieť najmä trend a potrebu testovania kvality zvaru, zber dát počas procesu zvárania (nielen od robotov, zváracej technológie, ale aj od rôznych snímačov, ako sú termokamery, UZ sondy a pod.).

Do toho, samozrejme, vstupujú technológie okolo AI na kvalitnú a spoľahlivú klasifikáciu takýchto dát, čo poskytuje majiteľovi technológie rôzne možnosti. Môže spoľahlivo vyhodnotiť kvalitu zvárania alebo, naopak, nastaviť výrobný proces tak, aby dosiahol minimálnu požadovanú kvalitu pre zákazníka. Vo finále tak šetríte náklady – či už na prerobenie nekvalitného zvaru, ktorý sa vráti od zákazníka, alebo minimalizáciou nákladov pri realizovaní zvárania.

A to je dosť značná konkurenčná výhoda, najmä pri procesoch, ktoré sú vysoko variabilné. A na čo si dávať pozor? Ja som v takej osobnej vojne s integrátormi, ktorí sa snažia presvedčiť zákazníkov, že zváranie môže byť v kolaboratívnej aplikácii. V žiadnom prípade, do toho priestoru nemôže vstúpiť človek. Áno, integrátori argumentujú, že tieto moderné roboty sa ľahšie programujú a zváranie možno naprogramovať jednoduchým navádzaním. Áno, ale len v prípade jednoduchších zvarov, ako sú napríklad bodové. No navádzanie viete spraviť aj lacnejšie, a to využitím FT snímača na klasickom priemyselnom robote.

Keďže je to lacnejšie, nekorektní integrátori, samozrejme, zákazníkov presvedčia, že potrebujú silovo poddajný (kolaboratívny) robot, čo je hlúposť. Z mojich skúseností by som ešte odporučil vyberať značky robotov, ktoré sa vyznačujú výbornými mechanickými vlastnosťami zabezpečujúcimi dobrú opakovateľnosť a presnosť polohovania. Treba si tiež uvedomiť, že pri zváraní dochádza k tepelným deformáciám zváraného materiálu a nemôžete sa spoľahnúť len na riadenie robota. Určite treba použiť aj vhodné externé snímače, ako sú napríklad termokamery alebo laserové skenery.

Zostaňme ešte pri robotickom zváraní. Veľmi diskutovanou témou je aj nasadenie silovo poddajných (kolaboratívnych) robotov v tejto oblasti. Aké výhody, resp. naopak obmedzenia sú s nasadením kolaboratívnych robotov v aplikáciách zvárania spojené?

V podstate som na to už odpovedal. Nemá to žiadnu výhodu. Jedinou výhodou je väčší zisk pre intergrátora a predajcu robotických technológií. Dá sa to naozaj spraviť lacnejšie a o nasadení zvárania do kolaboratívnej aplikácie nemôže byť ani reč. Veď porušíte všetky bezpečnostné normy (najmä ISO 10218).

NCR už dlhšie obdobie spolupracuje s viacerými partnermi z praxe na rôznych projektoch v oblasti robotického zvárania. Môžete spomenúť niektoré riešenia, ktoré sa podarilo pretaviť aj do praktických riešení, a aké prínosy sa vďaka týmto realizáciám podarilo dosiahnuť?

Aktuálne spolupracujeme v tejto oblasti najmä so spoločnosťou VÚEZ, a. s. Podarilo sa nám s nimi vyvinúť robotickú bunku z troch robotov, kde dva roboty pripevnia k sebe obrobky a tretí ich zvarí. V reálnom čase riadime 18 osí, máme kopu integrovaných technológií, ako je silovo momentové riadenie pri dotyku dvoch obrobkov a kompenzácia tepelnej deformácie pri zváraní, používame rôzne snímače pri riadení a testovaní kvality. Za bunkou je ešte štvrtý robot, ktorý zvarenec odoberie, ponorí pod vodu a vyhodnotí pomocou ultrazvuku.

Celý koncept je modulárny a VÚEZ môže využívať len časť bunky alebo môže jednotlivé časti nasadiť aj u svojich zákazníkov. O kvalite riešenia svedčí aj to, že bolo vystavované na výstave Automatica 2023 v Mníchove a bol veľký záujem o toto riešenie. Videlo ho niekoľko desiatok tisíc návštevníkov, čo je podľa mňa veľký úspech tohto riešenia. Samozrejme, vyvinuté technológie sú patentovo chránené. Čo je kľúčové na riešení, je princíp fungovania. Ráno príde operátor, zadá robotom, čo potrebuje pozvárať, a už sa o činnosť bunky viac nestará. Navyše, výroba môže byť vysoko premenlivá, dokážeme vyrobiť všetko, čo je nachystané v databáze.

Ľudský pracovník sa zaujíma len o stav vstupných skladov, odkiaľ roboty odoberajú materiál, a o výstupný sklad, kde si odoberá hotové výrobky. Zaujímavé je aj to, že na bunke skúšame aj technológie prirodzenej interakcie človeka s robotom. Predstavte si, že robotom ukážete len gestom, čo chcete vyrábať, alebo to zadáte hlasovým povelom. Tieto technológie majú ešte ďaleko do spoľahlivého a bezpečného nasadenia v priemysle, ale už teraz na tom pracujeme.

Robotika to nie sú len priemyselné kartézske, SCARA či 6-axis roboty, ale čoraz častejšie sa v priemyselných prevádzkach objavujú aj mobilné robotické platformy AGV/AMR. Vidieť vozíky „bez šoféra“ už nie je rarita, ale ich nasadenie a hlavne rutinná prevádzka tiež nie je triviálna vec. Aké typy výrobných prevádzok dokážu z týchto riešení profitovať? A opäť praktická otázka – čo je potrebné zvládnuť na strane prevádzkovateľa AGV/AMR, aby prišli očakávané prínosy?

Tieto servisné roboty optimalizujú logistické procesy, a to nielen v priemysle. V podstate sú schopné čokoľvek odviezť z miesta A na miesto B. Spoločnosť KUKA má dokonca také vozíky, ktoré prevážajú trupy lietadiel. Na takéto roboty prichádzajú aj ruky, vznikajú tzv. mobilné manipulátory. Čiže v blízkej dobe sa dočkáme nasadených riešení a tieto vozíky nebudú obsluhovať ľudia. Jednoducho sa samy naložia aj vyložia. Na týchto riešeniach vývojári pracujú už dlho a až teraz sa začínajú objavovať prvé skutočné aplikácie, ktoré majú aj nejakú ekonomickú návratnosť.

Podľa môjho názoru z takýchto zariadení dokážu profitovať najmä podniky, ktoré majú vyššie objemy materiálových tokov a ktoré sa stretávajú s istou variabilitou počas výrobného procesu. Otázka je, ako optimálne nastaviť počet takýchto vozíkov pre požadovaný materiálový tok. Často sa totiž stáva, že integrátor sa snaží predať tých vozíkov čo najviac, čo je v podstate z jeho pohľadu logické. Zákazník sa však čuduje, že mnohé jednotky len niekde postávajú a nie sú využité. Niekedy sa dokonca môže stať, že nestíhajú a blokujú výrobu. To je ten horší prípad. No aj na toto máme dnes odpoveď. Výrobu si môžete modelovať v moderných nástrojoch, kde na základe princípu pokus/omyl dokážete nájsť optimum.

Existujú však aj sofistikovanejšie metódy. Jednu z nich sme vyvinuli spolu s kolegom Körösim v rámci projektu Better Factory. Metódu sme nazvali Agent Optimization a vypracovali sme ju na základe metodológie amerického profesor Groovera. Dokážeme odhadnúť optimálny počet ľubovoľných počtov a typov agentov (AGV, AMR, človek, vysokozdvižný vozík atď.) pre zadané materiálové toky vo výrobe. To sa, samozrejme, nebude páčiť integrátorom, pretože toho už zbytočne navyše nepredajú. Tento nástroj je k dispozícii zadarmo na stránkach projektu Better Factory.

Bezpečnosť patrí v každej priemyselnej prevádzke medzi priority. Aké systémy a technológie dohliadajú na to, aby AGV/AMR neboli zdrojom kolíznych situácií a ohrozením pre prevádzkových pracovníkov a prevádzkové technológie?

Využívajú sa predovšetkým LIDAR-y a kamery. Najmä s príchodom možnosti úspešne klasifikovať objekty v obrazoch pomocou neurónových sietí dokážeme zabezpečiť vysokú bezpečnosť autonómnych systémov. A nie je to len o AGV/AMR. V súčasnosti (napríklad v rámci spolupráce so spoločnosťou Airvolute) vznikajú riešenia využívajúce drony pri inventarizácii skladu. Aj takýto prostriedok musí byť schopný detegovať človeka v pracovnom priestore a neohroziť ho.

Práve v Airvolute aj s našou pomocou takéto algoritmy majú. Mnohé firmy v segmente AGV/AMR z hľadiska bezpečnosti preferovali zastavenie vozíka pri objavení sa človeka alebo inej prekážky v dráhe. V súčasnosti dokážeme obchádzať a dokonca reagovať aj na pohyblivé objekty. Nič nie je, samozrejme, stopercentne bezpečné, ale tie systémy sú vysoko spoľahlivé a dobre otestované najmä z pohľadu operácií v prostredí s ľuďmi.

Myslím, že v súčasnosti neexistujú diskusie o technologických trendoch, v ktorých by sa nespomínali algoritmy strojového učenia a umelej inteligencie. V kontexte spomenutých technológií (robotické zváranie, AGV/AMR), aké sú aktuálne výsledky a perspektíva využívania umelej inteligencie v týchto oblastiach?

Ako som už uviedol, UI začína zasahovať v robotike takmer do všetkého. Čo je však zaujímavé, algoritmy strojového učenia a umelej inteligencie začínajú zasahovať aj do takých typických domén robotiky, ako je lokalizácia alebo navigácia. Jednoducho je vo svete veľa dát, tak prečo ich nevyužiť a nezvýšiť spoľahlivosť a efektívnosť robotických zariadení. Kto to nerobí, stráca. Ja som síce silným zástancom tzv. model-based riadenia, ale zároveň si uvedomujem aj silné stránky AI-based riadenia. A myslím si, že vďaka ich vzájomnej symbióze dokážeme spraviť naozaj veľmi efektívne robotické systémy.

Okrem priemyselnej a mobilnej robotiky sú tu aj ďalšie oblasti, kde má robotika našliapnuté výraznejšie sa presadiť (servisná/obslužná, domáca, humanoidná, lietajúca...). Ktoré z nich majú zo strednodobého hľadiska najväčšiu perspektívu rozvoja a prečo?

IFR rozlišuje len dva segmenty – priemyselný a servisný. A je to tak správne. Jednoducho buď vykonávam výrobnú, alebo obslužnú činnosť. Samozrejme, atraktívnejšia je v súčasnosti práve servisná robotika aj vplyvom spoločností, ako je Boston Dynamics. To spektrum aplikácií je naozaj veľké a odporúčam sledovať práve IFR, aby ste pochopili veľkosť záberu servisnej robotiky. Dnes proste neexistuje oblasť, kde by nebol nasadený robot. V rámci prednášok z predmetu riadenie mobilných robotov som zvykol dávať študentom bonusové body, keď mi priniesli ukázať robotickú aplikáciu v oblasti, kde som ešte nič také nevidel. Skončil som s tým, keď mi jeden študent doniesol ukázať robotického farára.

Ste zástupca akademickej obce a pritom máte za sebou aj dostatok projektov s priemyselnými partnermi, navštívili ste mnohé pracoviská v zahraničí a významné a mienkotvorné výstavy a konferencie. Ktorým smerom sa uberá svet v oblasti robotiky a aká je perspektíva slovenskej robotiky v tomto kontexte?

Ako som už spomenul, z hľadiska akcelerovaného vývoja vidím obrovské šance práve v servisnej robotike. Aj preto sme sa v rámci výzvy z Plánu obnovy pokúsili dať do jedného projektu všetkých významných hráčov na Slovensku v tejto oblasti (projekt má názov Servisná robotika Slovensko). Slovensko tú môže zohrať naozaj významnú úlohu. Máme slovenské AGV/AMR systémy, máme slovenské drony, máme prvé vznikajúce poľnohospodárske roboty, máme unikátne jednoúlohové servisné roboty pre hasičov, archeológov a pod.

Ak by sa nám tento segment podarilo akcelerovať práve týmto projektom, myslím si, že o mnohých partneroch z projektu budete v blízkej dobe počuť. Oni to spravia aj bez tejto akcelerácie, ale ak by sa to podarilo, mohlo by z toho výrazne ťažiť aj hospodárstvo Slovenskej republiky. Dovolím si predikovať, že najviac aplikácii na Slovensku sa v blízkom čase objaví práve v poľnohospodárskej robotike. Cítime to najmä z Nemecka, kde je v tomto segmente nedostatok pracovnej sily. Veríme, že aj my ešte dokážeme naskočiť do tohto vlaku. Preto som rád, že sa pre túto oblasť aktivizujú mnohé slovenské tímy, napríklad pod vedením doc. Cvikloviča z Nitry alebo vo firemnom segmente v podobe spoločnosti NOVO.

Ďakujeme za rozhovor.

Anton Gérer