Хмарна робототехніка: Новий етап розвитку автоматизації
Завдяки хмарній робототехніці, інженери, що створюють апаратне та програмне забезпечення для роботів, мають можливість розробляти доступні рішення для різноманітних сфер застосування, від комерційних до побутових.
Хмарні обчислення стали проривною технологією в ІТ-індустрії. Багато програм, що раніше використовувалися на стаціонарних комп’ютерах, тепер доступні в хмарі, пропонуючи покращений інтерфейс та зручніше використання.
Аналогічно, конструктори та розробники роботів почали переносити частину обчислювальних процесів у хмару, що дозволяє значно зменшити витрати на виробництво.
Якщо вас цікавлять робототехніка, хмарні технології та Інтернет речей (IoT), ця стаття надасть вам базові знання про хмарну робототехніку.
Хмарні обчислення та робототехніка: Історичний огляд
Історія розвитку хмарних обчислень бере свій початок з 1963 року, коли Національний науковий фонд (NSF) та Агентство перспективних дослідницьких проектів Міністерства оборони США (DARPA) профінансували проект MAC у Массачусетському технологічному інституті. Метою проекту було створення основи для комп’ютерів, які могли б використовувати одночасно кілька користувачів.
Подальший розвиток ARPANET у 1969 році дав можливість обмінюватися ресурсами та даними між комп’ютерами через глобальну мережу, що стало важливим кроком у розвитку сучасних хмарних технологій.
Офіційною точкою відліку сучасних хмарних послуг вважається запуск програмного забезпечення Salesforce у 1999 році. З того часу галузь хмарних обчислень швидко розвивалася, з’являлися такі рішення, як Microsoft Azure, Google Cloud, Amazon AWS та інші.
Історія робототехніки почалася раніше, у 1954 році, з робота Unimate, проданого компанією Unimation, першою в світі робототехнічною компанією, General Motors. Unimate був гідравлічною механічною рукою, здатною піднімати та переміщувати важкі предмети, що було важко для працівників заводу.
З того часу робототехніка пройшла довгий шлях, і сьогодні існують сервісні роботи, розроблені такими передовими компаніями, як Robotnik, KUKA Robotics, Triowin та іншими. Ці роботи можуть бути автоматизовані повністю або частково і виконувати різноманітні завдання швидко та точно.
Без сумніву, хмарні обчислення суттєво сприяли розвитку індустрії робототехніки. Сьогодні експерти в галузі робототехніки та хмарних технологій досліджують можливості використання хмарної робототехніки для створення доступних роботів для будь-яких потреб.
Що таке хмарна робототехніка?
Хмарна робототехніка – це ефективне поєднання хмарних та робототехнічних технологій. В цьому підході роботи використовують інфраструктуру хмарних обчислень для доступу до обчислювальних ресурсів, таких як обробка даних, аналіз інформації, віртуальні операційні системи, Інтернет речей, онлайн-сховища даних, для виконання своїх функцій.
Завдяки хмарній робототехніці розробникам апаратного та програмного забезпечення для робототехніки більше не потрібно обмежуватися можливостями вбудованих компонентів роботів.
Це дозволяє зменшити використання напівпровідникових мікросхем, електричних та електронних компонентів при виробництві роботів для комерційного та побутового застосування. Таким чином, роботи стають меншими, легшими та більш маневреними.
Концепція хмарної робототехніки нагадує використання таких сервісів, як Adobe Express, Canva, Salesforce, Procreate, YouTube, CRM- та ERP-систем, які працюють в хмарі за допомогою веб-браузера. Роботи отримують доступ до даних з Інтернету, інтрамережі та пристроїв IoT для виконання своїх завдань.
Вони не потребують складних вбудованих комп’ютерів та великих обсягів пам’яті, оскільки можуть використовувати штучний інтелект (AI) та машинне навчання (ML) в хмарі.
Можливості хмарної робототехніки
#1. Аутсорсинг обчислювальних процесів
Розробники роботів можуть зосередитися на дизайні, механіці, функціональності, гнучкості та надійності, перекладаючи обчислювальні завдання на хмарну платформу. Це відкриває двері для нових компаній, які бажають займатися розробкою роботів.
#2. Швидке розгортання сервісних роботів
Хмарна робототехніка дозволяє швидко розгортати роботів на місцях, оскільки одного робота можна переналаштувати для виконання різних завдань.
#3. Онлайн-діагностика та усунення несправностей
Використання хмарних рішень у робототехніці звільняє компанії від необхідності мати власну команду робототехніків. Виробники можуть дистанційно діагностувати та усувати несправності, а також використовувати робототехніку у віддалених місцях з доступом до Інтернету. Якщо виникають проблеми, не пов’язані з фізичним пошкодженням апаратного забезпечення, техніки можуть відремонтувати робота онлайн.
Важливість хмарної робототехніки
Хмарна робототехніка є актуальною з кількох причин:
По-перше, дефіцит сировини для виробництва напівпровідникових мікросхем та інших електронних компонентів зростає. Хмарна робототехніка дозволяє зменшити вимоги до апаратного забезпечення, що робить її необхідною технологією для індустрії робототехніки.
По-друге, створення самодостатнього робота є дорогим процесом. Водночас, для підприємств важливо мати доступних роботів для управління великими складами, пакування, виробництва та інших операцій. Їм не потрібні автономні системи, а потрібні спритні рішення, здатні керувати тисячами роботів з одного комп’ютера через хмарну мережу.
По-третє, завдяки тому, що постачальники хмарних рішень займаються програмуванням, машинним навчанням та роботизованим інтелектом, виробники роботів можуть зосередитися на вдосконаленні дизайну та додаванні нових функцій.
Компоненти хмарної робототехніки
Стандартні компоненти для створення ефективного рішення хмарної робототехніки включають:
- Фізичну та програмну мережу для встановлення зв’язку між машинами (M2M) та між машинами і хмарою (M2C), що дозволяє операторам контролювати окремих роботів та їх групи.
- Глобальну базу цифрового контенту, зрозумілого для машин, включаючи зображення, текст, числа, формули, двійкові дані, відео, координати, навігаційні дані, бази знань тощо.
- Суперкомп’ютери, здатні обробляти численні запити на з’єднання, надаючи статистичні дані, інструкції з руху, планування, завдання та координацію.
- Програми нейронних мереж у роботах для забезпечення їх сумісності з машинним навчанням.
- Власне програмне забезпечення з відкритим або пропрієтарним кодом для рішень хмарної робототехніки.
- Графічний інтерфейс користувача для техніків, які контролюють роботу хмарних роботів та можуть втручатися дистанційно за необхідності.
Далі розглянемо різницю між автоматизацією та хмарною робототехнікою.
Автоматизація vs. Хмарна робототехніка
Хоча автоматизація та хмарна робототехніка можуть здаватися схожими, існують ключові відмінності.
| Характеристика | Автоматизація | Хмарна робототехніка |
| Визначення | Заміна людей машинами для ефективного виконання повторюваних завдань. | Інфраструктура, що з’єднує роботів з хмарою, надаючи їм аналітичні дані та інструкції. |
| Сфера застосування | Може використовуватися у віртуальному та реальному світі. | Переважно застосовується у реальному світі. |
| Мета | Організація та оптимізація повторюваних завдань. | Вирішення як повторюваних, так і складних завдань, що вимагають значної обчислювальної потужності. |
| Приклад | Автоматизація за допомогою Zapier, IFTTT, Power Automate для цифрових завдань. | Фізичні сервісні роботи, які потребують апаратного забезпечення. |
Переваги хмарної робототехніки
Розглянемо деякі практичні переваги хмарної робототехніки.
#1. Спільна розробка
Розробники програмного та апаратного забезпечення для робототехніки можуть об’єднуватися для прискорення розробки та розгортання сервісних роботів.
Виробники апаратного забезпечення можуть зосередитися на фізичних елементах, тоді як розробники програмного забезпечення працюють над хмарною складовою роботів. Кожна сторона може створювати власну систему доходів, сприяючи спільному створенню роботів.
#2. Розробка рішень та аутсорсинг
Компанії, що спеціалізуються на проектуванні та виробництві апаратного забезпечення, можуть вийти на ринок робототехніки, не заглиблюючись у розробку програмного забезпечення. Вони можуть отримувати необхідну хмарну інфраструктуру від аутсорсингових агентств, встановлювати інструменти на роботів та підключати їх до Інтернету для аналізу даних.
#3. Зменшення вартості та підвищення доступності роботів
Завдяки можливості отримувати необхідні дані та інструкції з хмари, роботам не потрібні потужні обчислювальні ресурси на борту. Для виконання завдань достатньо мінімального комп’ютера, що зменшує вартість та розмір роботів.
#4. Збільшення маневреності роботів
Ранні моделі роботів були громіздкими та масивними через розміщення великої кількості обладнання. Хмарна робототехніка дозволяє створювати невеликих, гнучких та привабливих роботів.
#5. Можливість перепрофілювання
Підприємства можуть використовувати універсальних сервісних роботів, змінюючи їх функціональність за допомогою хмарних рішень. Це дозволяє перепрофілювати роботів для різних завдань без необхідності придбання спеціалізованих моделей. Однак, для переробки роботів за допомогою хмарних інфраструктур, виробничі лінії мають бути розроблені відповідним чином, а фізичні компоненти роботів можуть потребувати модифікації.
Проблеми хмарної робототехніки
Оскільки хмарна робототехніка є відносно новою технологією, вона стикається з певними викликами. Розглянемо деякі з них:
#1. Доступність мережі
Обмежена пропускна здатність мережі може стати проблемою при одночасному доступі багатьох пристроїв до хмарних ресурсів. Сервісні роботи можуть стати непрацездатними при збоях мережі або планових простоях.
#2. Аналітика на периферії
Для забезпечення роботи роботів в умовах відсутності хмарного з’єднання, використовується аналітика на периферії, що надає локалізовану інформацію. Однак, це може знову збільшити залежність від локального обладнання, що суперечить ідеї хмарної робототехніки, яка полягає в мінімізації використання локального обладнання.
#3. Безпека хмари
Однією з найсерйозніших загроз є безпека мережі. Хмарні рішення можуть стати об’єктами фішингу, хакерських атак та соціальної інженерії. У випадку злому хмарної консолі, що керує роботами, вся мережа може бути піддана атаці типу “відмова в обслуговуванні” (DoS).
#4. Швидкість роботи роботів
Швидкість роботи хмарних роботів може змінюватися в залежності від умов. При перевантаженні мережі, час відповіді роботів може сповільнюватися. З іншого боку, при нормальному завантаженні, вони можуть працювати з оптимальною швидкістю та точністю. Виробничі підприємства повинні будуть адаптувати процеси автоматизації до змінної швидкості роботи роботів.
Ресурси для навчання
Хмарна робототехніка: Повний посібник
Ця книга надасть вам знання, необхідні для розробки рішень для роботизованих процесів в хмарі. Ви дізнаєтесь, як модернізувати існуючий процес розробки роботів, щоб він відповідав стандартам хмарних обчислень.
Впровадження хмарної робототехніки
Книга “Впровадження хмарної робототехніки” розглядає актуальні перешкоди для повноцінного впровадження хмарної робототехніки, а також пропонує методи їх вирішення. Тут ви також знайдете методологію розробки функціональних сервісних роботів, використовуючи готові рішення та модифікуючи їх програмне забезпечення за допомогою пропрієтарних або відкритих джерел.
Підсумки
Тепер ви маєте базове розуміння хмарної робототехніки, яка є перспективною технологією автоматизації процесів. Такі IT-гіганти, як Microsoft, Amazon Robotics, IBM Corporation, C2RO Cloud Robotics, Hit Robot Group, V3 Smart Technologies, Intel, Google, Omron Adept Technologies та Fetch Robotics, активно нарощують свою присутність на ринку хмарної робототехніки.
Згідно з дослідженням Research and Markets, ринок хмарної робототехніки у 2023 році складав 7,52 мільярда доларів, а до 2026 року прогнозується його зростання до 23,59 мільярдів доларів.
Отже, ця ніша створює численні можливості для роботи та бізнесу. Якщо ви шукаєте кар’єру, індивідуальну розробку або бізнес, який прагне використовувати хмарну робототехніку для отримання прибутку, вам варто почати підготовку вже зараз.
Далі ви можете ознайомитися з роботизованою автоматизацією процесів (RPA).