Wyzwania interakcji człowiek – robot. „Droga do autonomicznej pracy robota humanoidalnego jest jeszcze długa”

Coraz większa liczba robotów w środowiskach przemysłowych generuje nowe wyzwania w zakresie bezpieczeństwa ludzi, ale i bezpieczeństwa maszynowego. W kolejnym artykule o robotyzacji rozmawiam z Kamilem Gawronem – dyrektorem ds. robotyki w Delta Robots, który przybliża temat interakcji człowiek-robot.

Artykuł w całości napisany przez człowieka.

Roboty humanoidalne, które — w odróżnieniu od robotów współpracujących i autonomicznych robotów mobilnych — są odwzorowaniem ludzkiej postaci, ewoluowały i stały się bardzo zaawansowane. Kamil Gawron, który kieruje zespołem robotyków w Delta Robots, przypomina, że firma zainteresowała się robotami humanoidalnymi już 10 lat temu.

– Ponieważ wywodzimy się z agencji zatrudnienia, to obecnie staramy się zatrudniać właśnie… roboty. Na początku były to roboty recepcyjne typu “Pepper”, które pracują już w bankach i na recepcjach, wspierając klientów pod kątem informacyjnym. Wykonują powtarzalne zadania: odbierają telefony, wysyłają SMS-y, maile, kierują klientów do określonego miejsca. Wiele czynników sprawiło jednak, że nasz dział robotyki bardzo ewoluował, a to za sprawą sztucznej inteligencji oraz boomu na robotykę i roboty humanoidalne – mówi dyrektor ds. robotyki.

Jednym z głównych impulsów gwałtownego rozwoju robotów humanoidalnych jest sztuczna inteligencja. Obecnie można bowiem połączyć mechanikę robota i sztuczną inteligencję, choć jeszcze nie w pełnym zakresie. Przykładowo, roboty mogą przetwarzać dane mówione, ale nie mają percepcji i możliwości wykrywania przedmiotów. Coraz więcej producentów robotów humanoidalnych pracuje jednak nad tego typu rozwiązaniami, choć głównie z myślą o branżach produkcji i logistyki.

Bariery technologiczne – zdolności manualne robotów dalekie od doskonałości

Znawcy robotyki oceniają, że uzyskanie satysfakcjonujących zdolności manualnych przez roboty humanoidalne jest wciąż trudne. – Lepiej sprawdzają się tu roboty kolaboracyjne, czyli coboty, których działanie jest oparte nie na autonomicznych ruchach, tylko na powtarzalnych algorytmach. Wykonują cały czas to samo, na podstawie jakiegoś schematu – wyjaśnia robotyk z Delta Robots.

W ostatnich 2 latach można jednak mówić o ogromnym postępie, jeśli chodzi o możliwości robotów. Wcześniej wykorzystywały modele LLM (Large Language Model – duże modele językowe) czy ML (Machine Learning – uczenie maszynowe). Roboty “uczono” na pewnych schematach, ale nie były to tak duże obliczenia, jak obecnie. –Mamy większe możliwości ze względu na odpowiedzi i teraz nie mamy ograniczeń, jeśli chodzi o rozmowy z robotem, interakcję, odpowiedzi na pytania – mówi Kamil Gawron. – Dzisiaj robot potrafi przetwarzać informacje, a nie jak to było jeszcze kilka lat temu, kiedy musieliśmy wypowiedzieć konkretne słowo, aby robot zadziałał. Mówimy cokolwiek, a robot redaguje w czasie rzeczywistym. Ma wiedzę ogólną, ale trzeba też tę SI trzymać w ryzach, aby robot się nie “rozpędził” w odpowiedziach – dodaje.

Roboty to mechanika i oprogramowanie. O ile sterowanie jest coraz bardziej zaawansowane, to mechanika ma swoje ograniczenia. W tej sferze postęp jest nieco wolniejszy,niż w przypadku oprogramowania i SI.

– Droga do autonomicznej pracy robota humanoidalnego jest jeszcze bardzo długa. Przetrenowanie takiego modelu jest bardzo trudne, ponieważ nie ma na tyle danych 3D. Natomiast powstają na świecie centra badawcze, które zbierają dane dotyczące zachowania robotów humanoidalnych i pracują np. nad odzwierciedleniem ruchów człowieka. Takie procesy przeprowadza się między innymi przy użyciu specjalnych skafandrów wyposażonych w czujniki, które następnie przetwarzają dane o ruchu na informacje – tłumaczy mój rozmówca.

W ramionach robotów montowane są najczęściej silniki kołowe, które dają bardzo duże możliwości operowania oraz skrętne nadgarstki. – Powstają już roboty, które są wyposażone w podwójny zestaw bateryjny. Same podchodzą do ładowarki, wyciągają sobie baterie z pleców i wkładają za plecami do ładowarki. Zakres ruchowy może być, w zależności od modelu, większy od ludzkiego. Pozostają jednak problemy z chwytaniem przedmiotów okrągłych lub kruchych, chociaż w takich przypadkach można zastosować czujniki nacisku, są to jednak drogie technologie – wyjaśnia Kamil Gawron. Paradoksem jest, że jeśli robot robi cały czas to samo, to poziom błędu jest mniejszy, jeśli człowiek robi cały czas to samo, poziom błędu się zwiększa

Wyzwania bezpiecznej koegzystencji człowiek-robot

Wróćmy jednak do centralnego problemu, czyli współistnienia człowieka i robota w jednej przestrzeni. Jednym z najważniejszych wyzwań bezpieczeństwa jest to, że roboty humanoidalne zbudowane są na innej zasadzie niż coboty. Roboty humanoidalne w założeniu mają być elastyczne, tam, gdzie potrzebujemy pewnej zmienności działań, np. kiedy trzeba przejść nad kablami, które są zainstalowane w zakładzie produkcyjnym. Jak uniknąć ryzyka niekontrolowanej kolizji i zranienia człowieka przez maszynę?

Kamil Gawron uważa, że w przypadku robotów humanoidalnych nie można zastosować takich zabezpieczeń, jak przy robotach współpracujących, gdzie instalowane są specjalne klatki czy mechanizmy powodujące automatyczne zatrzymanie w kontakcie z człowiekiem. Dlaczego?

– Robot humanoidalny nie może zaprzestać pracy, ponieważ nawet gdy stoi na nogach musi mieć włączone silniki i musi pracować. Gdyby całkowicie wyłączyć zasilanie, robot przewróci się, bo zostaną wyłączone również jego nogi. Aktualnie, jeśli roboty pracują w fabrykach, to staramy się eliminować udział ludzi w danym środowisku. Roboty pomiędzy sobą pracują w sposób bezkolizyjny, ponieważ same się wykrywają. Roboty są też często podwieszane, dlatego w sytuacji odłączenia zasilania, robot po prostu zawisa na lince bezpieczeństwa – dodaje robotyk.

Czy wskutek skoku napięcia istnieje możliwość nieprzewidzianego ruchu robota? Z takim zagrożeniem mają do czynienia nie tylko pracownicy w przemyśle, ale również sami robotycy, którzy programują roboty w laboratorium. Mogą wprawdzie zdarzyć się chwilowe wyższe napięcia, ale roboty są odpowiednio podwieszone, a pracownicy są poza zasięgiem pracy ramion robota. – Jeśli robot wykona nieprzewidziany ruch, to jest zachowany odpowiedni dystans do osób pracujących – zaznacza robotyk.

Nowe zagrożenia psychospołeczne

Ponieważ mamy do czynienia ze stosunkowo nowym tematem koegzystencji pracowników i robotów, wiele aspektów i zagrożeń nie jest jeszcze dogłębnie zidentyfikowanych. W badaniach naukowych pojawia się jednak coraz częściej problem presji psychicznej, jakiej mogą być poddani pracownicy znajdujący się na jednej hali z robotami. Może ona być związana z perspektywą utraty pracy lub też dokładniejszego wykonywania czynności przez roboty. Eksperci są zdania, że świat ludzi i maszyn w produkcji zostanie niemal całkowicie rozdzielony.

– Robot humanoidalny, jak sama nazwa wskazuje, przypomina człowieka i ma wspierać ludzi tam, gdzie nie ma możliwości wprowadzenia cobotów, czyli robotów współpracujących, które są zwykle zainstalowane na stałe i wykonują powtarzalne czynności. Paradoksem jest, że jeśli robot robi cały czas to samo, to poziom błędu jest mniejszy, jeśli człowiek robi cały czas to samo, poziom błędu się zwiększa, ponieważ monotonność wpływa na nasz organizm. Firmy w pogoni za precyzją, wydajnością i skalowalnością nieuchronnie zmierzają w kierunku pełnej automatyzacji linii produkcyjnych. Skrajnym przykładem są chińskie fabryki bez ludzi, które pracują przez 24 godziny w oparciu o automatyzację i roboty – tzw. ciemne fabryki – podkreśla Kamil Gawron.

Nie zapominajmy, że robot jest wciąż urządzeniem, maszyną, a wobec tego musi spełniać określone wymagania bezpieczeństwa maszynowego, powinien np. informować o swoich awariach. W jaki sposób to się odbywa? – Jest kilka podstawowych elementów bezpieczeństwa. Przede wszystkim wyłączenie zasilania, które powoduje zawiśnięcie robota. Robot całkowicie się wyłącza i przewraca,  żeby zabezpieczyć się przed uszkodzeniem. Najbardziej newralgicznym elementem robotów są nogi, ponieważ one utrzymują cały tułów i są odpowiedzialne za wyważenie robota. Zdarza się, że robot się przewróci i kiedy próbuje wrócić do pozycji pionowej, to rzeczywiście może wierzgać i zachowywać się w dziwny sposób. Wszelkie awarie robot komunikuje i wyświetla odpowiednie informacje np. w centralnym systemie kontroli – tłumaczy Kamil Gawron z Delta Robots.

Co z zagrożeniami pożarowymi?

Roboty w środowisku przemysłowym mogą generować również zagrożenia pożarowe, wynikające z konstrukcji i działania ich poszczególnych komponentów. Powodem zapłonu może być defekt obwodów elektrycznych, zwarcie lub przeciążenie. Ponadto, ciągła praca połączeń, silników i siłowników może doprowadzić do zużycia się tych elementów, a to może skutkować iskrzeniem lub przegrzaniem. Roboty są zasilane bateriami i muszą być ładowane. Czy akumulatory robotów mogą być przyczyną zapłonu czy eksplozji?

Ekspert z Delta Robots wyjaśnia, że roboty mają mniejsze baterie niż np. samochody elektryczne, co zmniejsza ryzyko ewentualnego pożaru. –  To raczej akumulatory porównywalne z tymi stosowanymi w hulajnogach. Gaszenie takich baterii jest na pewno dużo prostsze. Baterie są dobrze zabezpieczone przed przepięciami, a zatem ryzyko jest też mniejsze pod tym względem  – dodaje Chief Robotics Officer.

Dodajmy, że roboty gorzej znoszą wysokie temperatury, natomiast lepiej sobie radzą w niższych temperaturach. Roboty specjalistyczne najlepiej sprawdzają się w zakresie termicznym pomiędzy -20 do +50 stopni Celsjusza. Jeżeli temperatura jest wyższa, wówczas sprzęt może się nadmiernie przegrzewać i niezbędne są dodatkowe systemy odprowadzające ciepło.

Roboty w przestrzeniach produkcyjnych to trend, który będzie coraz silniejszy w najbliższych latach. Obserwatorzy rynku pracy są jednak zgodni, że roboty będą zastępować ludzi w powtarzalnych i obciążających zadaniach, natomiast ludzie będą nadal wykonywali bardziej kreatywne zajęcia. Będą się pojawiały również nowe zagrożenia psychofizyczne i psychospołeczne związane z robotyzacją. Coraz ważniejszy będzie bowiem aspekt ludzkiej odporności psychicznej na coraz większą presję wywieraną przez zastosowanie maszyn, z czym nigdy wcześniej nie mieliśmy do czynienia w takim stopniu.

Autor: mgr Tomasz Bazan – BHP Tech – specjalizuje się w tematyce bezpieczeństwa pracy, technologii przemysłu i gospodarki. Zajmuje się szkoleniami i obsługą z zakresu bhp i ochrony przeciwpożarowej oraz mediami cyfrowymi dla biznesu.