Rodney Brooks har været en travl robotiker. Han sluttede sig til fakultetet ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i 1984 og blev til sidst direktør for deres Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory. Mens han stadig var der i 1990, grundlagde han iRobot sammen med to af sine elever i et forsøg på at komme tilbage til mere praktisk robotarbejde. Dette firma bragte til sidst Roomba og andre rengøringsrobotter til hjemmet ind i millioner af hjem over hele verden, og udlignede den sparsomme konkurrence med en meget bedre pris.
Efter den succes besluttede Brooks, at han ville revolutionere en anden industri med robotteknologi, så han trådte ud af iRobot og MIT og grundlagde et nyt firma kaldet Rethink Robotics (tidligere Heartland Robotics). Rethink søger at sætte flere robotter ind i fremstillingsindustrien. Producenter bruger allerede tunge industrirobotter i hobetal. Industrielle robotter flytter maskiner, der kan programmeres til at manipulere materialer og værktøjer til at udføre forskellige fremstillingsopgaver. De bruges til at automatisere bygning af biler og produktion af en lang række andre varer. Som regel er de ekstremt dyre i indkøb, programmering og vedligeholdelse, og de er derfor ude af hænderne på andre end meget store producenter. Sådanne robotter er også meget præcise og hurtige, men tilpasser sig ikke let til nye omgivelser og kan ikke arbejde tæt på mennesker uden risiko for liv og lemmer.
Brooks og hans firma satte sig derfor for at lave en billig og tilpasningsdygtig robot, der kunne købes af mindre producenter og bruges til at automatisere verdslige opgaver, som i øjeblikket udføres af mennesker. Og deres arbejde er blevet til frugt med udgivelsen af Baxter, en robot til $22.000, der sikkert kan placeres i et menneskeligt arbejdsmiljø og let kan trænes af en ikke-teknisk person til at udføre en række gentagne opgaver.
IndholdBaxter er en noget menneskelig robot, men den blev ikke lavet på denne måde kun for at appellere til mennesker. Alle dens dele tjener et formål. Den har et computerskærmhoved, der minder lidt om en tablet, hvor animerede tegneserieagtige øjne og øjenbryn ændrer udtryk for at formidle intuitive beskeder til nærliggende arbejdere. Disse udtryk inkluderer lukkede øjne, når den er på standby; neutralitet, når den er klar til at begynde at lære (øjne vidt åbne og øjenbryn parallelt med øjnene), koncentration, når den er midt i læringen (øjne vidt åbne og øjenbryn skråt ned mod midten), fokus, når den fungerer uden problemer (øjne kigger nedad og øjenbryn skråt ned mod midten), overraskelse, når en person kommer i nærheden (vide øjne med udvidede pupiller, løftede øjenbryn og orange skærmbaggrund), forvirring, når den har et problem med en opgave (store øjne med det ene øjenbryn omvendt og både skråt nedad mod ydersiden) og tristhed, når der er et problem, og det har opgivet at forsøge at arbejde på en opgave (øjne kigger nedad med begge øjne og med øjenbryn vendt og skråt nedad mod ydersiden). Baxters øjne bevæger sig også i den retning, dens ene arm er ved at bevæge sig som en advarsel til alle, der arbejder i nærheden.
På dens torso er der monteret to arme, der måler 41 tommer (104 centimeter) fra skulder til endeeffektorplade, et område med udskiftelige endeeffektorer eller "hænder", der tjener forskellige formål. Baxter kommer med to håndtyper:en vakuumkop og en elektrisk parallelgriber med noget i retning af fingre. Skålene og fingrene kan også byttes ud med andre, og det forventes, at tredjeparter vil udvikle nye typer sluteffektorer. Hver arm har syv frihedsgrader, og de kan arbejde i tandem eller uafhængigt af hinanden, alt efter behov. Det betyder, at du kan gøre ting som at placere Baxter mellem to transportbånd og få det til at virke begge dele. Armene er også kompatible , et robotik-udtryk, der betyder, at de i stedet for at være fuldstændig stive og ude af stand til at ændre kurs, kan mærke og tilpasse sig alle forhindringer, de støder på. Hvis du griber, skubber eller støder ind i en af dens arme, vil den give sig i stedet for at forblive fast. Denne overensstemmelse er muliggjort ved at bruge seriens elastiske aktuatorer , hvor en motor og gearkasse styrer en fjeder, der driver leddene, i stedet for direkte at styre leddene. Det er fjedrene, der gør hver arm mindre stiv end typiske robotarme, og de bruges også til at måle kræfter, der virker på armene.
Baxters evne til at fornemme, når den kommer i kontakt med noget, er praktisk af sikkerhedsmæssige årsager. Baxter har også en 360-graders ekkolodssensor og fem kameraer. Dens software er designet til at bruge disse hardwareenheder, så Baxter i virkeligheden kan føle og se ting i dets omgivelser og justere sine handlinger derefter. Når den fornemmer, at nogen er kommet tæt på, viser Baxter et overrasket udtryk og bremser dets bevægelse. Når den uventet støder ind i noget eller nogen, holder den helt op med at bevæge sig. Og hvis strømmen af en eller anden grund afbrydes, slapper Baxters arme langsomt af. Dens arme har også motorer, der kan køres tilbage, polstrede betræk og mangel på klempunkter for øget sikkerhed. Der er også en nødstopknap, for en sikkerheds skyld. Og kameraerne er ikke kun for sikkerheden. De giver Baxter mulighed for at opdage objekter, som den skal manipulere i sit arbejdsområde.
Som mange af sine robotbrødre har Baxter ikke ben, så den kan ikke komme rundt på egen hånd. Den kan enten monteres på ét sted eller kan placeres på en valgfri piedestal på hjul og rulles, hvor end det er nødvendigt. Baxter er 37 tommer (94 centimeter) høj uden piedestal og med den mellem 70 tommer (178 centimeter) og 75 tommer (191 centimeter) i højden. Dens vægt er sammenlignelig med et menneske på 165 pund (75 kg) uden piedestal. Sokkelen tilføjer 141 pund (64 kg).
Baxter har også input og output (I/O ) forbindelser, der inkluderer et Ethernet-stik, en USB type A-port og en 15-bens D-sub med PLC-kompatible forbindelser til grænseflader med andre enheder. Du kan tilslutte robotten til den typiske 120-volts stikkontakt.
De robotiske kreationer af Rodney BrooksRodney Brooks har arbejdet flittigt inden for robotteknologi i et stykke tid, og Baxter er langt fra hans første 'bot'. Her er et par af de robotter, som han har udviklet gennem årene sammen med sine studerende og kolleger på MIT og i den private industri:
Med hensyn til driftskapacitet har Baxter en maksimal nyttelast på omkring 5 pund (2,3 kg) og en hastighed på 2 til 3,3 fod i sekundet (0,6 til 1 meter i sekundet), afhængig af nyttelast. Den kan udføre op til 12 pick-and-place operationer i minuttet med begge arme. Baxter er vurderet til at fungere i temperaturer fra 32 til 104 grader Fahrenheit (0 til 40 grader Celsius).
Baxter blev designet til at håndtere en række gentagne opgaver, som normalt udføres af mennesker på en fabriksgulv. Ifølge Rethink omfatter disse opgaver:
For at træne Baxter bevæger en person fysisk sine arme og bruger navigatorknapper på armene til at foretage valg fra skærmen. Sig, at du ville programmere den til at samle og placere genstande. Du ville først tage fat i robottens håndled for at lade den vide, at den er i gang med træning. Derefter vil du placere dens sluteffektor over emnet. Et kamera centrerer emnet og viser det på skærmen. Du klikker for at bekræfte, at det er den vare, du ønsker, at Baxter skal hente. Når Baxter har hentet den, placerer du dens arm over destinationen og klikker for at bekræfte. Hvis destinationen er en kasse, afhenter Baxter varen og lægger den i kassen. Når træningen er færdig, vil Baxter løbende gribe og placere genstande baseret på dine tidligere instruktioner, så længe der er genstande, som den kan gribe. Baxter kan justere til emneposition og orienteringsændringer til et punkt, så så længe emnerne forbliver i det samme relative område (f.eks. mens de kommer ned ad et transportbånd), bør Baxter være OK. Hvis det løber ind i problemer, vil dets ansigtsudtryk ændre sig tilsvarende, og et menneske kan gribe ind.
Baxter har en del grundlæggende indbygget funktionalitet nu, men der er planer om at frigive regelmæssige softwareopdateringer for at forbedre Baxters muligheder. Robottens software er baseret på ROS (Robotoperativsystem ), et open source BSD Unix-baseret OS, som omfatter et specialiseret sæt af drivere, biblioteker og andre værktøjer specifikt til programmering af robotter, og OpenCV (Open Source Computer Vision Library ), et softwarebibliotek, der inkluderer computervision og maskinlæringsalgoritmer. Et softwareudviklingssæt (SDK ) udgives af Rethink engang i 2013 for at muliggøre fremtidig udvikling af mere komplekse funktioner via tredjepartsprogrammering af både virksomheder og robotentusiaster. Baxter blev designet til at være en udvidelsesbar platform med masser af plads til fremtidige forbedringer gennem hardware- og softwaretilføjelser.
En af de største forskelle mellem Baxter og andre industrirobotter er prisen. De fleste industrirobotter koster $100.000 eller mere at købe, og meget mere at vedligeholde og drive på grund af behovet for programmører til at skrive koden, der styrer dem [kilde:Kelly]. De skal generelt også have specialiserede miljøer bygget op omkring sig for at arbejde effektivt og holde mennesker sikre, så du skal også medregne ingeniør- og byggeomkostninger. Dette kræver en betydelig investering, både kortsigtet og langsigtet, muligvis i alt hundredtusindvis af dollars.
Baxter, på den anden side, koster $22.000 som en basismodel, som inkluderer et års garanti og et års softwareopgraderinger [kilde:Rethink Robotics]. Du kan også få tre års garanti mod et ekstra gebyr. Rethink formåede at holde prisen lav ved at holde omkostningerne i tankerne under designprocessen og arbejde med reservedelsleverandører for at bestemme, hvilke muligheder deres produkter kunne bringe til Baxter. Den har også en masse plastikdele. På grund af de lave omkostninger bør Baxter være inden for rækkevidde af små og mellemstore virksomheder, der i øjeblikket ikke har råd til automatisering via robotteknologi. Rethink anslår, at driftsomkostningerne er omkring $4,00 i timen.
Og i stedet for at kræve, at teknisk personale på højt niveau bruger dage, uger eller måneder på at programmere (via kode eller brug af et trykknap-vedhæng), kræver Baxter langt mindre ekspertise og tid til at instruere end de fleste industrirobotter. Den har en noget intuitiv brugergrænseflade via de ansigtsudtryk og prompter, der vises på skærmen. En ikke-teknisk person kan lære den, hvad den skal gøre, gennem armbevægelser og simple knaptryk, og den kan mestre en ny opgave på en halv time eller deromkring. Der kræves også lidt montering eller opsætning. Det tager kun omkring en time at få Baxter op at køre, når den først er taget ud af kassen.
Der er også store forskelle i sikkerhed og fleksibilitet. Andre typiske industrirobotter skal holdes i bure eller på anden måde låses væk fra mennesker, for at deres stive, hurtige og kraftfulde bevægelser ikke skader eller dræber nogen. Deres arbejdsmiljøer skal designes omkring dem, i stedet for at de passer ind i eksisterende menneskeligt besatte miljøer. Baxter kan arbejde sammen med mennesker uden risiko for at skade dem på grund af dets indbyggede sikkerhedsfunktioner. Den kan tilpasse sig sine omgivelser på grund af en række sensorer, og den er programmeret til at have et vist niveau af sund fornuft. For eksempel ved den, at hvis den taber en genstand, skal den stoppe og hente en anden, før den fortsætter sin bevægelse. Og den kan justere i overensstemmelse hermed, hvis et transportbånd øger eller sænker farten. Baxters tilpasningsevne og sikkerhed gør det muligt at sætte den på et eksisterende samlebånd uden for meget besvær.
Baxter har nogle begrænsninger, idet den ikke er så hurtig eller præcis som eksisterende fabriksrobotter, og den kan ikke udføre tunge løft. Den er mere dygtig til det menneskelige end det overmenneskelige. Det betyder, at i stedet for at erstatte eksisterende robotter, kan Baxter bruges til at udfylde nye roller, så nuværende manuelle, men banale opgaver kan automatiseres relativt billigt.
Meget af vores litteratur afspejler vores frygt for, at robotter vil gå amok og dræbe eller slavebinde os. Det er usandsynligt med workbots som Baxter, som har masser af funktionalitet, men mangler sans. Baxter kan ikke "tænke" selv. Men en mere rationel frygt er, at de vil sætte folk uden arbejde. Mistillid til automatisering som frembringer af arbejdsløshed er ikke nyt og har resulteret i protester gennem hele maskinalderen. En sådan protest fandt sted med introduktionen af den mekaniske væv i Frankrig i slutningen af 1700-tallet, som du måske har hørt om i filmen "Star Trek VI." Tekstilarbejdere, der var bange for deres job, kastede deres træsaboter (sko) ind i vævene for at stoppe dem, hvilket gav os ordet sabotage.
Maskiner har faktisk overtaget mange job, der tidligere blev udført af mennesker. I 1800-tallet var de fleste arbejdspladser agrariske, men den industrielle revolution indledte ny teknologi, og vi begyndte at masseproducere varer og endda landbrug med maskiner og automatisering. Med tiden forvandlede dette fuldstændigt de job, som de fleste mennesker udfører, og flyttede os væk fra gårde og ind på fabrikker og kontorer.
Det var ikke altid gode nyheder, da disse innovationer nogle gange har forårsaget arbejdsløshed, som i kulminesamfund, der blev drevet ud i fattigdom. De førte også en masse mennesker ud af den friske luft og ind i opslidende lavtlønnede fabriksjob. Men bedre betalte og mindre fysisk krævende job er også dukket op som et resultat af mekanisering, ligesom dem, der skal udføres af de teknikere, der er nødvendige for at betjene, programmere og vedligeholde maskinerne. 80 procent af arbejdet i bilfabrikker er nu automatiseret, og denne ændring har gjort arbejdet mindre rystende og mere tilfredsstillende end før for de resterende bilfabriksarbejdere.
Uden maskinautomatisering ville vi ikke have været i stand til at masseproducere de små dele, der har bragt os ind i vores moderne tidsalder med avanceret teknologi. Vi ville bestemt ikke have været i stand til at lave de stadigt mindre og kraftigere mikrochips, der kører vores computere, en anden opfindelse, der i høj grad har ændret beskæftigelseslandskabet. Mange af os gør nu ting som at betale vores regninger, indberette vores skat og købe flybilletter via computer, hvilket reducerer behovet for, at vi skal handle direkte med post-, skatte- og rejseprofessionelle, for at nævne nogle få. Efterhånden som vi begynder at håndtere gøremål, der plejede at tage mere menneskelig interaktion med knapklik, vil jobs skifte. Og der er ingen ende på de ting, der kan automatiseres. Der er endda software, der skriver sports- og aktieartikler til professionelle nyhedsorganisationer. Hele artikler som denne kunne være den næste.
Baxter kunne fortrænge nogle fabrikslinjearbejdere. Med sine nuværende muligheder har Rethink estimeret, at Baxter kan håndtere de simple materialehåndteringsjob, der besiddes af omkring 800.000 mennesker i USA [kilde:Freedman (Inc)]. Den lave pris betyder, at omkostningerne til en menneskelig arbejder kan gøres op på et år eller deromkring. Plus, Baxter kan arbejde non-stop i længere perioder. Men robotter flytter måske bare det job, folk udfører, væk fra de mest ubetydelige samlebåndsopgaver til bedre job, som at træne og vedligeholde robotterne. Og der er mange opgaver, der kræver mere omtanke, end Baxter kan mønstre. Robotlinjemedarbejdere vil også være gode til stillinger, som det er svært at finde mennesker at besætte, f.eks. sene vagter eller job, der forårsager gentagne stressskader eller udsætter folk for skadelige dampe eller andre farlige forhold.
Lavprisindustrirobotter kunne også puste nyt liv i det amerikanske produktionsfelt ved at være omkostningseffektive nok til at konkurrere med lavtlønnede arbejdere i udlandet, hvilket kan føre til flere lokale fabrikker og mindre outsourcing. USA mistede faktisk job, da det var langsommere at automatisere end lande som Japan, som det var tilfældet med bilindustrien og elektronikindustrien i 60'erne og 70'erne. Det kan være, at hvis amerikanske producenter ikke adopterer flere industrirobotter, vil virksomheder i andre lande gøre det og få eller bevare muligheden for at producere tingene billigere. Øget adgang til billig robotteknologi kan både frigøre arbejdere fra fysisk slid og give flere virksomheder mulighed for effektivt at konkurrere i nutidens globale økonomi.
Desuden bør vi nok ikke holde fremskridt tilbage for job, der ikke altid vil være nødvendige. Computere og robotter har ført til evnen til at udføre beregninger og opgaver med mere hastighed og præcision, end noget menneske nogensinde kunne opnå før, hvilket har ført til endnu mere innovation. Vi kan gøre ting som at søge på internettet øjeblikkeligt efter information, der er gemt på den anden side af planeten, og lobbe udforskningsrobotter på Mars og overvåge de data, de sender tilbage. Tilstedeværelsen af flere og flere funktionelle robotter kan føre til innovationer, der ikke engang falder os ind lige nu.
I 1980'erne var der kun et par tusinde industrirobotter i drift i USA [kilde:Condon]. Nu er der hundredtusindvis og mere end en million på verdensplan. Mange af dem arbejder i bilindustrien, hvor de flytter, skærer, borer, svejser, maler og på anden måde samler vores biler, men de er også ansat i stort set alle andre brancher. Med sin brugervenlighed og lave pris kan Baxter måske gøre for industriel robotteknologi, hvad Roomba gjorde for robotter i hjemmet og øge antallet yderligere.
Baxter er rettet mod de næsten 270.000 små til mellemstore producenter, som har fem hundrede eller færre ansatte [kilde:Freedman (Inc)]. Det er usandsynligt, at virksomheder af den størrelse vil være i stand til at investere hundredtusindvis af dollars i robotter, der kræver et redesign af deres arbejdsområde og it-personale for at køre dem, men Baxterm kan være inden for deres rækkevidde. Og med sådanne virksomheder har robottens første modtagelse været god. Nypro, et sprøjtestøbefirma, og Vanguard Plastics har testdrevet Baxter og udtrykt interesse for at sætte det i gang i deres fabrikker. Og større virksomheder kunne også overveje det til omkostningseffektiv automatisering af opgaver, de i øjeblikket udfører manuelt.
Baxter er ikke det eneste spil i byen, selvom han sandsynligvis er det billigste spil. Der er et par andre robotvirksomheder, der forsøger at komme ind på lignende markeder. Nextage-robotten fra Kawada Industries er en to-armet humanoid samlerobot, der kan arbejde sammen med mennesker som Baxter. Det er mere præcist, men koster næsten $ 100.000 [kilde:Toto]. Barrett Technology har en kompatibel arm med syv frihedsgrader og tilbagekørbare og kraftfølende kapaciteter, også for omkring $100.000. Universal Robot har menneskesikre og let programmerbare robotarme til omkring 20.000 Euro (omtrent $27.000), der kan løfte tungere end Baxter. Yaskawa Electric Corps dobbeltarmede Motoman-robot er blevet demonstreret i at håndtere blackjack. Og Fanuc Corp og ABB Ltd, producenter af tunge industrirobotter, arbejder angiveligt på mindre modeller [kilde:Guizzo og Ackerman]. Så der vil være masser af muligheder for at få flere robotter ind i virksomheder, der arbejder sammen med mennesker i den nærmeste fremtid.
Forudsat at vi kan løse de socioøkonomiske problemer, så vi alle forbliver lønnede, vil denne nye teknologiske revolution give os mulighed for at finde på nye og kreative ting, som os selv og vores robot-medarbejdere kan lave. Hvis robotter kan overtage mere uønskede eller vanskelige opgaver, er himlen grænsen for menneskelig præstation. Mange af os kan skifte væk fra tankeløs produktion til vidensarbejde. Robotter gør endda strejftog i ikke-industrielle områder som at assistere med kirurgi, røntgenscanning, bombedetektering og eftersøgnings- og redningsarbejde. Efterhånden som deres anvendelser øges, vil efterspørgslen også vokse. Måske er der fremtidige job at få for os alle inden for selve robotteknologien.
Robotter er seje, og jeg bliver aldrig træt af at læse om dem. Jeg kan endda lave en en dag. Jeg har et gammelt LEGO Mindstorms-sæt, der har samlet støv, og et par nye Raspberry Pi-computere. Jeg skal bare afsætte lidt tid og dræne min bankkonto på et par ting mere (såsom robotbøger), før jeg går i gang.
En rystende åbenbaring fra min forskning var imidlertid, at der eksisterer et softwareprogram, der skriver artikler. Det var ikke faldet mig ind, at vi allerede var på det tidspunkt, hvor et program kunne generere en læsbar historie. Hvis det går videre end sport og aktieopgørelser, ved jeg måske snart, hvordan det føles at blive automatiseret uden arbejde.
Mit andet kald, computerprogrammering, er måske heller ikke sikkert, hvis den brugervenlige programmerbarhed af robotter som Baxter slår igennem på andre områder. Måske bliver skønlitterær skrivning, mit andet-andet kald, sværere for en kunstig intelligens at efterligne. Men det er også sværere at blive til en betalende koncert. Vi bliver muligvis nødt til at skifte fra kapitalisme til en form for utopi, for at det hele skal lykkes.
Alligevel går jeg helt ind for teknologiske fremskridt, og især for fjernelse af slid fra arbejdet via robotter. Der er meget bedre måder, vi kan bruge vores tid på. Som at træne for at forhindre, at vores nyfundne mangel på aktivitet gør os til dejagtige lægter, eller at studere op til de forestående karriereskift.