Cạnh tranh toàn cầu tăng nhanh trong ngành Robot công nghiệp AI
Sự phát triển của ngành robot công nghiệp AI đã tăng trưởng với tốc độ kỷ lục hai chữ số tại một số quốc gia trong hai năm 2014 và 2015. Tuy nhiên, các phân khúc quy mô lớn như 'công nghiệp' so với 'y tế' hoặc 'quân đội' ít nhiều là của một vài thập kỷ trước đây. Ví dụ như các ứng dụng y tế và quân sự đã được cập nhật trong phần deep learning trong Hướng dẫn Robot mới nhất của chúng tôi. Trước những năm 1980, các nhà nghiên cứu AI có thể nắm bắt được tất cả diễn biến trong ngành công nghiệp AI nói riêng và robot nói chung, nhưng mọi chuyện dường như đã thay đổi vào năm 1982.
Vào thời điểm đó, trong một chuyên mục đăng trên Phòng thí nghiệm AI của Đại học MIT, Tomas Lozano-Perez đã lưu ý rằng các nhà nghiên cứu không còn có thể nắm tường tận công nghệ AI trong chế tạo robot tại bất cứ thời điểm nào nữa do sự bùng nổ lần thứ hai của AI và việc đa dạng hóa nghiên cứu trong các lĩnh vực kỹ thuật liên quan đến AI và robot, từ kỹ thuật điều khiển đến công nghệ AI. Lozano-Perez lưu ý thêm rằng sự xuất hiện của các phương pháp tích hợp sẽ hướng tới giải quyết các vấn đề cấp bách trong ngành công nghiệp robot đang cần thêm nhiều nghiên cứu chuyên sâu.
Các phương pháp này còn tiếp tục được thực hiện hơn 30 năm sau. Ngày nay, Phòng thí nghiệm AI của MIT chỉ là một (mặc dù là cơ sở tiên phong) trong nhiều tổ chức học thuật được chính phủ tài trợ trong lĩnh vực AI và robot, trong đó bao gồm cả các ứng dụng công nghiệp. Các nhà nghiên cứu của MIT vào năm 2015 đã cho ra đời một thuật toán lắp ráp mới cho robot tự động giúp giảm thời gian lập kế hoạch của các nhóm robot khi làm việc trong môi trường mới. Một nhóm nghiên cứu khác của MIT cũng chế tạo thành công một mô hình tay cầm robot mới giúp dự đoán và thích nghi với ngoại lực cần thiết để giữ một vật thể trong môi trường (như được mô tả dưới đây).
Cạnh tranh bùng nổ giữa các nền kinh tế lớn
Tăng trưởng vẫn tiếp diễn tại nhiều nền kinh tế cạnh tranh lớn, đặc biệt ở một số nước đang phát triển. Một báo cáo năm 2016 của Liên đoàn quốc tế về Robotics (IFR) dự đoán rằng số lượng robot công nghiệp được sử dụng trên toàn cầu sẽ tăng khoảng 2,6 triệu đơn vị trong năm 2019. Theo IFR, khoảng 70% robot công nghiệp ngày nay được sử dụng trong các ngành công nghiệp ô tô, điện tử và máy móc với thị trường điện tử có tốc độ tăng trưởng mạnh nhất là 18% trong năm 2015.
Trung Quốc chính là quốc gia đi đầu trong lĩnh vực này trên phạm vi toàn cầu. Trong kế hoạch 5 năm lần thứ 13 gần đây nhất (2016-2020), Tổng thư ký Tập Cận Bình nhấn mạnh rằng "chế tạo thông minh và robotics" là ưu tiên hàng đầu cho tăng trưởng siêu cỡ của Trung Quốc vào năm 2030. Tháng 5 năm ngoái, theo Ủy ban đánh giá Kinh tế và An ninh Mỹ-Trung, Ủy ban Cải cách và Phát triển Trung Hoa Dân Quốc (NRDC) cũng công bố Kế hoạch thực hiện ba năm cho công nghệ AI. Với kế hoạch này, Trung Quốc dự tính sẽ đẩy mạnh công nghệ AI cũng như tích hợp big data với mạng điện toán đám mây.
Tất cả các sáng kiến này khẳng định rõ hơn cho dự đoán của IFR về mức tăng bình quân 20% của Trung Quốc với tổng doanh số robot công nghiệp lên tới hơn 400.000 chiếc trong năm 2019. Cũng theo báo cáo của IFR, Hàn Quốc và Nhật Bản lần lượt đứng vị trí thứ hai và ba cho thị trường lớn nhất thế giới về robot công nghiệp năm 2016. Theo sau là Mỹ với tổng số robot công nghiệp là 36.000 đơn vị trong năm 2015 và tốc độ tăng trưởng trung bình dự đoán từ 5% đến 10% trên toàn bộ Bắc Mỹ trong giai đoạn 2016-2019. Các nhà kinh tế, các nhà nghiên cứu và các phương tiện truyền thông đã bày tỏ mối quan ngại về khoảng cách tài trợ cho robot công nghiệp ngày càng tăng giữa chính phủ Trung Quốc và Hoa Kỳ.
Theo một bài báo xuất bản tháng 2 năm 2017 trên Thời báo New York , trong khi Hoa Kỳ là nước đi đầu trong việc phát minh một số công nghệ tiên tiến nhất trong robotics- bao gồm cả công nghệ hợp tác và phẫu thuật- phần lớn các công nghệ này đang được triển khai ở nước ngoài và nhìn chung không được áp dụng nhiều trong các nhà máy ở Mỹ như Trung Quốc. Dieter Ernst, thành viên cấp cao tại Trung tâm Đông Tây, đã phát biểu trong bài báo: "Những gì chúng ta có thể học được từ ví dụ của Trung Quốc là chính phủ đóng vai trò nuôi dưỡng và thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp robot. Chúng ta hoàn toàn có thể và phải làm như vậy."
Các ứng dụng tiêu biểu trong Robot công nghiệp AI
Sự phát triển không ngừng của robot công nghiệp chắc chắn là một điều tất yếu do nhu cầu sản xuất đa dạng bao gồm nhu cầu sử dụng các công nghệ robot đơn giản hóa và an toàn hơn để có thể làm việc với con người, giúp tăng năng suất công việc và tiếp tục thích ứng với sự phát triển của công nghệ tự động hóa và IoT. Cùng với nỗ lực nghiên cứu sâu các sáng kiến công nghệ hiện tại của các công ty Mỹ (tận dụng công nghệ robot và công nghệ AI của Mỹ và các quốc gia khác), chúng tôi xin đưa ra các ứng dụng tiêu biểu sau đây để minh chứng cho tác động của robot công nghiệp đến sự chuyển đổi của các ngành công nghiệp lớn nhỏ hiện nay:
1 - Công nghệ robot lắp ráp các thành phần động cơ máy bay (Boeing)
Bằng việc kết hợp hệ thống đo lường laser và hệ thống điều khiển thời gian thực, Trung tâm Công nghệ Chế tạo Anh hiện đi đầu trong công nghệ robot. Công nghệ này cho phép điều chỉnh thời gian thực cho đường đi của robot trong quá trình sản xuất, đặc biệt hữu ích trong các không gian sản xuất phức tạp như ngành công nghiệp tự động và hàng không vũ trụ. Năm 2014, Boeing bắt đầu áp dụng công nghệ này vào quy trình sản xuất mới và tiên tiến để chế tạo thân máy bay 777.
Công nghệ robot lắp ráp ra đời giúp tăng chất lượng sản phẩm và an toàn cho nhân viên. Được biết đến với tên gọi Lắp ráp thân máy bay tự động (FAUB), quy trình sản xuất đã nhận không ít ý kiến trái chiều theo báo cáo của The Seattle Times . Không quá ngạc nhiên khi sự gián đoạn lớn trong ngành đang gây ra một số trở ngại cả về cung cấp và lắp ráp công nghệ robot. Trong khi hệ thống lỗi khiến việc sản xuất bị chậm trễ, Boeing cam kết vẫn tiếp tục thực hiện các bước tiếp theo nhằm cải thiện ứng dụng của hệ thống FAUB và làm trơn tru hơn dòng sản xuất.
2 - Đóng gói sản phẩm thương mại (Giải pháp đóng gói Praxis)
Rethink Robotics có trụ sở tại Boston nổi tiếng với các robot công nghiệp Baxter & Sawyer có thể được triển khai và sử dụng trong nhiều môi trường sản xuất tự động và hợp tác. Giải pháp đóng gói Praxis của Grand Rapids đã quyết định đưa Baxter vào dây chuyền đóng gói và đóng gói lại vào năm 2014 và 2015:
Trong một cuộc phỏng vấn với Chris Hager, giám đốc CNTT của Praxis, ông thông báo rằng Baxter đã được áp dụng và góp phần khẳng định thêm sứ mệnh của công ty về việc cam kết đóng gói và đóng gói lại các sản phẩm mới nhanh với mức chi phí thấp cũng như cơ cấu lại nhanh chóng quy trình lắp ráp. Khó khăn ban đầu cho Baxter là việc thiết lập một nhiệm vụ, sau đó di chuyển robot đến một điểm khác và thiết lập nhiệm vụ kế tiếp. Để giải quyết vấn đề này, Rethink cho ra mắt "Landmark markers", sử dụng hệ thống định vị robot cho phép các hành động được lưu lại tại các vị trí khác nhau dọc theo tuyến đường lắp ráp. Công nghệ bổ sung này đã đơn giản hóa rất nhiều hoạt động của Baxter và, theo ông Hager, giúp nó được sử dụng dễ dàng như một máy tính bảng.
3 - Robot nguồn mở và tùy chỉnh trong nông nghiệp (FarmBot)
Ví dụ tiếp theo không nằm trong lĩnh vực công nghệ cạnh tranh lớn toàn cầu về sản xuất hàng loạt mà chỉ mang tính chất cá nhân. Xu hướng mới nổi tiếp theo trong chế tạo robot công nghiệp có thể là các máy tùy chỉnh và nguồn mở được sản xuất theo quy mô nhưng được lấy cảm hứng từ phong trào "buy/grow/make local". Các FarmBot Genesis được công ty sản xuất mô tả là “open-source và máy canh tác nông nghiệp CNC đầu tiên của nhân loại” và thậm chí có thể được xây dựng và mã hóa bằng.... Ứng dụng này được thiết kế để tối ưu hóa và tự động hóa canh tác nông nghiệp quy mô nhỏ như trồng hạt giống, làm cỏ và đảm bảo điều kiện phát triển tối ưu cho cây trồng 24/7.
FarmBot được điều khiển bằng giao diện dựa trên web, cho phép sử dụng các trình tự tùy chỉnh và chế độ trồng cây. Cùng với làn sóng open-source trên nền tảng mới, công ty đã tạo ra tất cả phần mềm, phần cứng, mô hình CAD 3D và tài liệu open-source cho FarmBot với hy vọng sự hợp tác toàn cầu sẽ giúp tiếp tục cải thiện mô hình và giảm chi phí công nghệ để sản phẩm được biết đến rộng rãi hơn.
Nguồn: emerj.com