Denna robot kan förändra tillverkningen

För cirka två månader sedan kom en ny anställd på produktionslinjen kl Vanguard Plast i Southington, Connecticut, en stad som en gång var ett nav för amerikansk tillverkning men såg många av dess fabriker försvinna på 1960-talet. Den lilla tillverkarens nya arbetare, Baxter, är sex fot lång, 300 pund och en robot. För en enorm maskin är Baxter anmärkningsvärt uttrycksfull. Ett par ögon på skärmen som fungerar som ett ansikte stirrar ner när roboten plockar upp plastkomponenter, ser bekymrad ut när den gör ett misstag och riktar en blick mot nästa uppgift när en är klar. Det är gulligt. Men den verkliga poängen med dessa uttryck är att de låter arbetare i närheten omedelbart veta om Baxter presterar på rätt sätt, och de ger ledtrådar till vad det är på väg att göra härnäst. Ännu mer fantastiskt, när Baxter är klar med en uppgift, kan en kollega helt enkelt visa roboten hur man startar en annan. Nästan vem som helst, bokstavligen, kan på mycket kort ordning visas hur man programmerar det, säger Chris Budnick, vd för Vanguard Plastics. Det är en fråga om ett par minuter.

Baxter är den första i en ny generation av smartare, mer anpassningsbara industrirobotar. Konventionella industrirobotar är dyra att programmera, oförmögna att hantera ens små avvikelser i sin omgivning och så farliga att de fysiskt måste separeras från mänskliga arbetare med burar. Så även när robotteknik har blivit vanligt förekommande inom fordons- och läkemedelsindustrin, förblir de opraktiska i många andra typer av tillverkning. Baxter kan dock programmeras enklare än en Tivo och kan skickligt svara på en vältad del eller förskjutet bord. Och det är så säkert att Baxters utvecklare, Rethink Robotics, som lånade ut Baxter till Vanguard Plastics, tror att det kan arbeta sömlöst tillsammans med sina mänskliga medarbetare.

Baxters talanger kunde för första gången föra fördelarna med robotik och automatisering till arbetsområden där det aldrig varit vettigt tidigare. Detta kan innebära förlorade jobb för en redan kämpande lågkvalificerad arbetskraft. Men det kan också hjälpa USA att konkurrera på den globala tillverkningsmarknaden mot länder som erbjuder låglönearbete. Mängden tillverkning i USA har minskat dramatiskt under de senaste decennierna, delvis på grund av att arbetare i andra delar av världen kommer att utföra enkla och snåla jobb för mycket mindre. Men robotar som Baxter skulle kunna utplåna den fördelen genom att ta över sådana uppgifter, vilket gör det återigen möjligt för många industrier att konkurrenskraftigt tillverka sina produkter i USA och andra utvecklade länder.

Kanske är det föga förvånande att en sådan innovation kommer från förmodligen det största namnet i robotvärlden, Rodney Brooks . Under 1980- och 1990-talen publicerade Brooks arbete vid MIT som hjälpte till att forma de dubbla områdena robotik och artificiell intelligens. Sedan, 1990, grundade han tillsammans med två av sina studenter från MIT iRobot, ett företag som introducerade robotar till nya arbetsområden. Det tillverkar nu ett brett utbud av inhemska och militära robotar, inklusive Roomba, en hushållsdammsugare i frisbeestorlek som har sålt mer än åtta miljoner över hela världen.

Multimedia

• Video: Möt Baxter, en ny typ av industrirobot

Idén till Baxter kom till, säger Brooks, medan iRobot letade efter en lämplig tillverkningspartner för sin ena av sina produkter. Han minns att han förundrades över det faktum att så mycket elektroniktillverkning fortfarande gjordes för hand och hur mycket av denna typ av tillverkning hade flyttats till låglöneekonomier i Asien. Jag tänkte, 'kommer vi att göra det här om 500 år - fortfarande jaga billig arbetskraft? Det måste finnas ett annat sätt, säger han.

Brooks, som grundade Rethink 2008 efter att ha lämnat både iRobot och MIT, insåg att robotar kunde ta över många jobb om de kunde göras säkra, anpassningsbara och löjligt enkla att programmera. Alla funderade på hur man skulle göra med de nuvarande industrirobotarna, säger han. Jag sa: 'Låt oss göra en annan sorts robot för industrin.'

Robotpionjär: Rodney Brooks, CTO för Rethink Robotics, diskuterar sina företagsplaner.

Robotpionjär: Rodney Brooks, CTO för Rethink Robotics, diskuterar sitt företags planer.
Daniel Lovering

Resultatet är verkligen något helt annat. Ungefär som en mänsklig arbetare kan Baxter på några minuter läras hur man känner igen ett nytt föremål eller utför en ny uppgift. För att lära Baxter att känna igen något håller du bara föremålet framför en av dess kameror, som sitter i huvudet, i bröstet och i slutet av varje arm. För att programmera en åtgärd kan du flytta en av Baxters två jättearmar genom önskad rörelse och välja från ett antal förprogrammerade åtgärder med hjälp av ett par rattkontroller som finns i varje underarm. När du tar tag i en av Baxters armar känns den lätt som en fjäder. Dess motorer kompenserar som svar på din beröring, vilket gör den tunga delen lätt att flytta genom luften.

Sofistikerad datorseende programvara innebär att även om en plastwidget har vält, kommer Baxter fortfarande att känna igen den. De som skickar och tar emot har inga problem med att programmera det, säger Vanguard Plastics Budnick. Vi fick den att ta delar från en transportör och lägga dem på ett bord.

Vanguard Plastics har redan 24 konventionella robotar. De kan plocka och placera föremål med fantastisk precision och snabbhet. Men det tar upp till en dag att programmera en, och om något är felinriktat kommer de att fånga luften hela dagen. Dessa robotar måste också separeras från mänskliga arbetare genom skyddande stängsel.

Baxter kräver inga sådana barriärer. Brooks gillar att demonstrera sin robots säkerhetsfunktioner genom att lägga huvudet i vägen för en av dess gigantiska armar när den svänger genom en uppgift, och ler när han inte får något mer än en mild stöt. Baxter rör sig för långsamt och försiktigt för att göra skada, och en rad ekolodssensorer placerade runt dess huvud kan upptäcka mänskliga rörelser. Roboten reagerar också på den plötsliga förändringen i kraft som inträffar med ett oväntat slag och reagerar genom att stanna omedelbart.

De International Federation of Robotics uppskattar att det nu finns 1,1 miljoner arbetande robotar runt om i världen. Cirka 80 procent av allt arbete med att tillverka en bil görs nu av maskiner. I vissa branscher är volymen dock för låg för att automatisering ska löna sig, eller så förändras produktlinjen för snabbt som svar på ny efterfrågan eller innovation. Detta inkluderar småskalig tillverkning men också relativt avancerade industrier som flyg- och mobiltelefontillverkning.

Det krävs betydande resurser för ett företag att skapa en arbetsmiljö för en robot, säger man Julie Shah | , en biträdande professor i flygteknik och astronautik vid MIT, som studerar robotars roll i tillverkningen. Det kräver att leverantörer tillhandahåller material på ett visst sätt, det kräver att man designar hela fabrikens infrastruktur, och det kräver att roboten placeras i bur. Om du behöver programmera om dessa robotar krävs ofta specialkompetens eller externa konsulter.

Vissa fruktar att det kan kosta mänskliga jobb att övervinna dessa hinder. Men Brooks håller inte med. Han säger att Baxter är utformad för att göra mänskliga arbetare mer effektiva, inte för att ersätta dem. En elektrisk borr gör en hementreprenör mer produktiv, säger han. Ska vi förbjuda elektriska borrar så det blir fler jobb för hementreprenörer? Det frågar du vilken hementreprenör som helst.

Andra experter är överens om att robotar som Baxter kan förbättra USA:s sysselsättningsutsikter på lång sikt. Willy Shih, en före detta IBM- och Kodak-chef som studerar sambandet mellan tillverkning och innovation som professor i managementpraxis vid Harvard Business School, säger att tillverkningsarbetet flyttade till Kina delvis för att det var lättare att använda människor än att göra automatisering mer flexibel. Baxter skulle kunna ändra den beräkningen. I den mån de kan minska inställningskostnaderna för att byta över en linje eller något, då blir det riktigt intressant, säger han. Allt som förbättrar flexibiliteten, det är en stor affär.

Att öka effektiviteten hos små tillverkare kan hjälpa till att driva på ekonomin och driva på att skapa jobb. Genom att flytta balansen bort från billig mänsklig arbetskraft skulle Baxter och liknande robotar kanske också kunna göra tillverkare i USA och Europa mer konkurrenskraftiga med sina motsvarigheter i Asien. Om du kan utveckla en robot som kan integreras i det mänskliga arbetsflödet, i den mänskliga delen av fabriken – om den bara har lite beslutsförmåga, lite flexibilitet – så öppnar det upp för en ny typ av tillverkning process, vilket är det som verkligen är spännande för mig, säger Shah.

Tillbaka på Vanguard Plastics ses Baxter som bara ett annat verktyg. Det fanns ingen rädsla, som 'Åh, jag kommer att få sparken' - nej, det har ingenting med det att göra, säger Budnick. Han tillägger att företaget planerar att köpa sin egen Baxter om kostnaden kan arbetas in i budgeten för det kommande året (roboten kommer att kosta $22 000). Planen är att låta roboten arbeta tillsammans med en person genom att mata in nygjutna plastmuggar i en påsmaskin. Den normala roboten skulle fylla transportören med staplar på 20 koppar, och sedan skulle Baxter ta de 20 och mata en påsare, säger Budnick. Då behöver vår operatör bara ta den färdiga väskan och packa ut den.

Det skulle vara en ödmjuk början för en så smart robot som Baxter. Men som alla andra arbetare kommer den att börja med jobb som sina medarbetare inte vill göra. Jag vet inte exakt vart det kommer att ta vägen, säger Brooks. Men jag vet att det kommer att bli en revolution.

Rodney Brooks talar kl Teknikgranskning årliga EmTech MIT-konferens i oktober, och Baxter kommer att gå med honom på evenemanget.

Registrera dig idag för EmTech 2012, 24–25 oktober, i Cambridge, Massachusetts.

Dölj