Складские роботы, использующие ИИ для сортировки предметов, готовы к работе

Автор оригинала: Karen Hao
  • Перевод

Стартап из Беркли Covariant вышел из тени и считает, что его роботы готовы к выходу в мир




Летом 2018 года небольшой стартап из Беркли, разрабатывающий роботов, столкнулся с трудным заданием. Компания Knapp, крупный поставщик технологий складской логистики, искала новую роботизированную руку, управляемую ИИ, способную захватывать как можно больше различных типов предметов. Каждую неделю, восемь недель подряд, компания отправляла стартапу список из всё более сложных предметов – непрозрачных коробок, прозрачных коробок, упаковок лекарств, носков – покрывавший диапазон продукции клиентов компании. Стартап покупал подобные предметы, а потом через неделю отправлял видео, на котором их роборука перекладывала предметы из одной серой корзины в другую.

К концу задания руководство Knapp было сражено. Они уже лет шесть-семь безуспешно давали подобные задания многим стартапам, и ожидали провала и на этот раз. Но вместо этого в каждом видео роборука стартапа перекладывала каждый предмет с идеальной точностью и подходящей скоростью.

«С каждым следующим продуктом мы ожидали неудачи, поскольку задача становилась всё более сложной», — говорит Питер Пачвейн, вице-президент по инновациям в Knapp, штаб-квартира которой находится в Австрии. «Однако оказалось, что они достигли успеха, и всё работало. Мы никогда ещё не видели такой качественной работы ИИ».


Сейчас Covariant вышел из тени и объявляет о совместной работе с Knapp. Его алгоритмы уже работают в роботах Knapp на складах двух клиентов компании. Один из них принадлежит немецкому производителю электротоваров Obeta, и роботы работают там с сентября. Сооснователи стартапа говорят, что Covariant уже близок к заключению ещё одной сделки с другим промышленным гигантом, производящим роботов.

Эти новости символизируют изменение в текущем состоянии робототехники, работающей под управлением ИИ. Такие системы были ограничены искусственным академическим окружением. Но теперь Covariant утверждает, что его система может обобщать работу до сложностей, связанных с реальным миром, и готова штурмовать склады.

На складах есть задачи для двух вариантов оборудования – для машин с ногами, перемещающих коробки туда и сюда, и для машин с руками, поднимающими предметы и помещающими их в нужное место. Роботы уже давно присутствуют на складах, но их успехи в основном ограничивались автоматизацией первого варианта. «На современном складе люди редко двигаются, — говорит Питер Чен, сооснователь и директор Covariant. – Перенос вещей между фиксированными точками – эта проблема, с которой прекрасно справляется мехатроника».


Роботизированная рука в офисе Covariant

Но для автоматизации рук требуется не только правильное железо. Технологии нужно быстро адаптироваться под широкий спектр форм и размеров продуктов с постоянно изменяющейся ориентацией. Традиционную роботизированную руку можно запрограммировать на совершение одних и тех же точных движений раз за разом, однако она откажет сразу, как только столкнётся с отклонением. Ей нужен ИИ, чтобы «видеть» и подстраиваться, или она не сможет справляться с развивающимся окружением. «Интеллект нужен для обеспечения ловкости», — говорит Чен.

За последние несколько лет исследовательские лаборатории достигли невиданных успехов в комбинировании ИИ и робототехники, добиваясь подобной ловкости, однако перенести эти достижения в реальный мир – это совсем другая задача. В лабораториях допустима точность в 60-70%; на производстве этого недостаточно. И даже с точностью в 90% роботизированная рука будет «предложением с потерей ценности», говорит Питер Аббил, сооснователь и главный учёный Covariant.

Аббил и Чен оценивают, что для того, чтобы на самом деле отбить инвестиции, робот должен достигать точности в 99-99,5%. Только тогда он сможет работать без частого вмешательства человека и риска замедлить конвейер. Однако только недавний прогресс в глубоком обучении, и в частности, в обучении с подкреплением, позволил достичь подобного уровня точности.


Офис Covariant расположен недалеко от побережья залива Сан-Франциско, рядом с обветшалой парковкой между рядами зданий без опознавательных знаков. Внутри несколько промышленных роботов и «ко-ботов», коллаборационных роботов, разработанных для безопасной работы совместно с человеком, обучаются работе со всеми возможными продуктами.

Члены команды Covariant регулярно бегают в местный магазин за разными случайными предметами. Диапазон вещей варьируется от лосьонов в бутылках до упакованной одежды и ластиков в прозрачных коробках. Особенно команду интересуют вещи, способные сбить робота с толку: отражающие металлические поверхности, прозрачный пластик, легко деформирующиеся поверхности вроде одежды или пакетиков чипсов, которые будут выглядеть на камере каждый раз по-разному.

Над каждым роботом нависает несколько камер, работающих его глазами. Визуальные данные и сенсорные данные с тела робота поступают в алгоритм, управляющий его движениями. В основном робот обучается на комбинации имитации и подкрепления. Первое заключается в том, что человек вручную управляет роботом, поднимая различные объекты. Затем тот записывает и анализирует последовательности движений, чтобы понять, как обобщить это поведение. Второе заключается в том, что робот проделывает миллионы повторов проб и ошибок. Каждый раз, пытаясь взять вещь, робот делает это немного по-другому. Затем он записывает, какие попытки закончились более быстрым и точным поднятием предмета, а какие не удались, чтобы постоянно улучшать свою эффективность.

Поскольку обучается в конечном счёте алгоритм, программная платформа Covariant, Covariant Brain, не зависит от железа. В офисе стоит десяток роботов различных моделей, а работающий в Obeta робот использует железо от Knapp.





В течение часа я наблюдал за тем, как три разных робота уверенно поднимали совершенно различные предметы из магазина. За секунды алгоритм анализирует их расположение, вычисляет угол атаки, подстраивает последовательность движений и протягивает руку, чтобы взять их при помощи присоски. Он двигается с уверенностью и точностью, и меняет скорость работы в зависимости от хрупкости предмета. С завёрнутыми в фольгу лекарствами он обходится нежнее, чтобы не деформировать упаковку и не смять лекарство. Во время одной особенно впечатляющей демонстрации работы робот перенаправил поток воздуха так, чтобы сдуть неудобно прижатый к стенке мешок в центр, чтобы его легче было поднять.

Пачвейн из Knapp говорит, что с тех пор, как компания перешла на платформу Covariant, её роботы перешли от возможности поднимать 10-15% предметов из ассортимента Obeta до возможности поднимать порядка 95% предметов. Последние 5% — это такие особо хрупкие вещи, как стекло, с которыми всё ещё позволяют работать только людям. «И это не проблема, — добавляет Пачвейн. – В будущем типичным устройством склада будут 10 роботов и один человек. Таков план». Благодаря совместной работе Knapp распространит своих роботов с софтом от Covariant на склады своих клиентов в течение нескольких лет.

Хотя результат впечатляет с технической точки зрения, он поднимает вопросы о том, как такие роботы повлияют на автоматизацию работы. Пачвейн признаёт, что ожидает, что в ближайшие пять лет сотни или тысячи роботов начнут выполнять задачи, традиционно решавшиеся людьми. Однако, заявляет он, люди всё равно уже не хотят выполнять эту работу. В Европе компании часто с трудом находят достаточно человек для работы на складах. «Именно такие отзывы мы получаем от всех клиентов, — говорит он. – Они не находят сотрудников, и им нужно больше автоматизации».

На сегодня Covariant получил уже $27 млн от инвесторов, среди которых такие светила ИИ, как обладатели премии Тьюринга Джоффри Хинтон и Ян Лекун. Стартап хочет заниматься не только поднятием объектов, но и всем спектром работы складов, от разгрузки грузовиков до упаковки коробок и сортировки на стеллажах. Также у стартапа есть идеи о выходе за пределы складов и входе в другие области промышленности.

Но конечная цель Аббила ещё выше: «Долгосрочная идея компании – решить все проблемы в области ИИ-роботизации».

Комментарии 14

    0
    Ну, все к этому и шло, должен же был кто-то наконец сделать нормальное распознание совмещенное с манипулятором. Хотя об этом мечтали еще в моем детстве и говорили что вот-вот, но реализовать смогли только сейчас… Думаю лет через 5-10 роботы займут большую часть неквалифицированного труда… только строительство еще долго будет с большой долей ручного труда — слишком сложно его автоматизировать. Люди останутся только на производстве штучных изделий, где подгонка робота под операции будет дольше самих операций. А поскольку роботы не болеют короновирусом — выбор большинства работодателей в пользу робота очевиден…
      +4
      Осталось только изменить экономические отношения, чтобы эти роботы больше приносили пользы человечеству, а не узкой группе собственников.
        +1
        эта узкая группа собственников в той же Швеции или Финляндии кормит налогами все население, включая африканских обезьян. Капитализм хорошо работал пока был избыток рабочей силы и его надо было как-то заставить работать. Но теперь рабочая сила просто никому ненужна. Если просто кормить граждан за ничего — это уже паразитизм, как бы его не пытались завуалировать — но простой труд будет нужен все меньше и меньше, а вот потреблять все хотят одинаково и жить хорошо. И адекватное решение этой проблемы пока никто придумать не смог. Чем занять миллиарды тупых и ленивых людей, так чтоб они хотя бы самоокупали свой труд, не говоря уже о прибыли? И ведь просто так бросить их в биореактор нельзя — они потребители, если не будет потребителей — не будет и производства. В итоге все скатывается в какой то треш и угар. Предприниматель зарабатывает день продавая товар, чтоб отдать их все в виде налога, который потом государство раздаст гражданам просто так (по тому, что работы для них нет), чтоб те могли этот товар у предпринимателя купить… дебилизм зашкаливает.
          0
          Население кормит не узкая группа собственников, а работники предприятий. Нормальное решение уже давно найдено — сокращение рабочего дня без снижения зарплаты. Если рабочий день сокращать сложно, то сокращение рабочей недели без снижения зарплаты. Проблема только в том, что собственники добровольно на такое не пойдут.
            0
            эм… а как вы собрались обойти законы физики?
            Предположим у меня сеть фирма — там рабочий делает 80 единиц условного товара за 8-ми часовой рабочий день. Предположим я сокращу ему рабочий день в два раза… откуда возьмутся еще 40 единиц товара, которые он должен был произвести, но не произвел? И чем я должен ему платить, если у меня нет товара, чтоб продать его покупателям? Рабочий и станки не станут работать в 2 раза быстрее, чтоб компенсировать сокращение времени.
            Так что решений нет и пока не придумано.
              0
              Какие законы физики? Мы обсуждаем проблему, что из-за обновления оборудования рабочие начали работать в 2 раза быстрее, и поэтому вы половину рабочих хотите сократить. Единственное верное решение, это когда рабочие вашего предприятия соединяются в союз с рабочими предприятий ваших конкурентов и с помощью забастовок добиваются сокращения рабочего дня без снижения зарплаты вместо сокращения рабочих. Ваши интересы при этом рабочих волновать не должны.
                0
                в таком случае я просто закрываю предприятие и открывают такое же у обезьян — они будут рады любой работе, даже если зарплата снизится. А рабочие пусть дальше объединяются… хотя они своего добились — рабочий день сократился до ноля. Бизнес работает именно так. Хотя вполне себе обычная практика — преднамеренное банкротство предприятия и выкуп его собственности вновь созданным — в котором уже нет рабочих — это как-раз нужно, чтоб сбросить людской балласт, потому как увольнять по закону очень дорого и долго.
                Еще раз… я поставил робота на операции, которые раньше выполнял рабочий.
                То-есть рабочий стал ненужен. Вообще. Кроме того робот взят в кредит и требует обслуживания — он тоже не бесплатный. Так что я увольняю рабочего и примерно половину его зарплаты плачу по кредиту за робота. Даже если часть труда на себя возьмет робот — я все равно срежу зарплату рабочему — по тому что опять же робот и ПО не берутся из воздуха а приобретаются в кредит, который так же надо платить.
                  0
                  Вот рабочие, обслуживающие роботов, автоматизированные линии, станки с ЧПУ, и будут диктовать условия собственникам вплоть до полной потери собственниками контроля над средствами производства.
                    0
                    и? Да собственник только рад будет — пусть рабочие сами ищут заказы и оплачивают кредиты на станки. Или вы наивно верите, что станки принадлежат предприятию? В современном мире станки принадлежат банкам или продавцам станков — потому как купить станок в собственность невозможно даже если продать все свои органы — цены на современные обрабатывающие комплексы немалые. Если рабочие будут бузить — предприятие просто обанкротится — причем очень быстро — банки требуют постоянных платежей по кредитам. Нет, конечно есть гиганты, которых до последнего будет тянуть государство — но вот малые и средние конторы никто спасать не станет. Рабочие останутся ни с чем и пополнят ряды безработных…
                    И если уж на то пошло — то рабочих за станками может и не быть. Обычный контракт с ИП/самозанятым И контракт сервисного обслуживания с производителем станков… рабочих, как таковых и нету. На предприятии в штате только директор.
      0
      Я уж подумал, что действительно что-то существенное сделали. А вот если присмотреться к видео, то сразу понимаешь, что именно пытаются спрятать за ускоренным показом видео.
      1. Все хватаемые предметы должны иметь более мение гладкую, плоскую и сухую поверхность к которой и пытается присосаться роборука.
      2. Если верхняя плоскость предмета с гладкой и плоской поверхностью лежит не горизонтально, то хватание получается уже плохо. Это результат использования пневмохвата вместо пальцев/пинцетов.
      3. Предметы небольшого размера (тем более с выступами) почти не удается захватить.
      4. Захваченные предметы не укладываются, а просто беспорядочно бросаются в приемную коробку. То есть повторно схватить этой рукой «отсортированный» предмет уже не получится из-за случайных углов расположения верхней грани «отсортированных» предметов.
      5. Случайно сброшенные этой рукой предметы нуждаются в большем объеме хранения, чем плотно упакованные.

      В общем, еще дорабатывать, дорабатывать и дорабатывать. Но, может кому-то и такая дефектная рука подойдет.
      Ну и самое то главное. Для заполнения коробок требуемыми предметами совсем не нужен ИИ и роборука. Дастаточно ввести промежуточную операцию перепаковки известного предмета к универсальному ленточному виду для автоматической подачи из стандартной ленты в конечную коробку.
      Думаю лет через 5-10 роботы займут большую часть неквалифицированного труда…
      Это будет совсем не скоро. Какой-то небольшой процент может и займут роботы. Но до полного вытеснения далеко как до Луны пешком. Элементарные с точки зрения человека полезные действия человеческих рук содержат сотни миллионов лет эволюции, многие годы тренировок триллионов нейронов в голове (по весьма эффективной программе обучения) и многое еще такое, существование чего даже не дошло до современных робостроителей. Можете не волноваться.
        0

        На 1:50 робот уронил коробку в другой ящик.

        0
        Не только склад, но и сортировка мусора.

        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

        Самое читаемое