Cloudová robotika: Budoucnost automatizace?
Cloudová robotika otevírá dveře vývojářům hardwaru i softwaru pro robotiku k výrobě cenově dostupných robotů, které se uplatní v komerčních i domácích podmínkách.
Cloudové výpočty se staly významným trendem v oblasti IT. Software, který byl kdysi dostupný pouze na stolních počítačích, se přesouvá do cloudu a přináší s sebou vylepšené uživatelské rozhraní.
Konstruktéři a vývojáři robotů se rovněž zaměřují na přesunutí některých robotických operací do cloudu, což významně snižuje výrobní náklady.
Pokud se zajímáte o robotiku, cloudové technologie a internet věcí (IoT), doporučujeme vám číst dále, abyste získali základní informace o cloudové robotice.
Cloudové výpočty a robotika
Snaha o vybudování špičkové infrastruktury pro cloudové výpočty začala financováním projektu MAC na MIT v Massachusetts, které podpořily Národní vědecká nadace (NSF) a Agentura pro pokročilé výzkumné projekty (DARPA) amerického ministerstva obrany. Projekt byl zahájen v roce 1963.
Cílem projektu bylo vytvořit základy pro sdílení počítačových zdrojů, které by umožnily více uživatelům pracovat s počítači současně.
Pozdější vývoj a spuštění ARPANETu v roce 1969 umožnilo sdílení zdrojů a dat mezi počítači prostřednictvím rozsáhlé sítě. To přispělo k technologickému rozvoji a vzniku moderního cloud computingu.
Moderní cloudové služby se oficiálně objevily v roce 1999, kdy společnost Salesforce začala poskytovat software v cloudu. Od té doby došlo k rychlému rozvoji tohoto odvětví, a to díky cloudovým řešením od firem jako Microsoft Azure, Google Cloud, Amazon AWS a dalších.
Historie robotiky sahá až do roku 1954, tedy o desetiletí dříve, než se objevila první myšlenka cloudových výpočtů. Začátky robotiky jsou spojené s robotem Unimate, který prodala společnost General Motors, historicky první robotická společnost na světě – Unimation.
Unimate byla hydraulická, mechanická ruka, která dokázala zvedat a přemisťovat těžká břemena, což bylo pro tovární dělníky nemožné. Robotika od té doby urazila velký kus cesty a dnes existují servisní roboty vyráběné vyspělými robotickými společnostmi, jako jsou Robotnik, KUKA Robotics a Triowin.
Tyto servisní roboty mohou být plně nebo částečně automatické a dokáží provádět různé úkoly rychleji a bez chyb.
Není pochyb o tom, že cloudové výpočty výrazně přispěly k rozvoji robotického průmyslu. Dnes odborníci na robotiku a cloudové technologie zvažují využití cloudové robotiky, aby roboti byli dostupní pro jakékoli potřeby.
Co je cloudová robotika?
Cloudová robotika představuje efektivní propojení cloudových technologií s robotikou. Roboti mohou využívat infrastrukturu cloudových výpočtů, jako je zpracování dat, analýza dat, virtuální operační systémy, IoT, online úložiště dat a další, k plnění svých úkolů.
S nástupem cloudové robotiky se vývojáři hardwaru a softwaru pro robotický průmysl již nemusí spoléhat pouze na integrované schopnosti vyvíjeného robota.
Robotický průmysl bude moci snížit spotřebu polovodičových čipů a elektrických a elektronických součástek při výrobě robotů pro podnikání nebo domácnost. Tito roboti budou menší, lehčí a obratnější.
Koncept cloudové robotiky se podobá používání aplikací jako Adobe Express, Canva, Salesforce, Procreate, YouTube a různých CRM a ERP systémů v cloudu, a to pouze pomocí webového prohlížeče. Stejně tak mohou roboti přistupovat k datům z internetu, intranetu a zařízení IoT, aby mohli plnit své úkoly.
Roboti nepotřebují těžké palubní počítače a paměti k provádění výpočtů. Mohou si „vypůjčit“ inteligenci z cloudových řešení pro umělou inteligenci (AI) a strojové učení (ML).
Možnosti cloudové robotiky
#1. Outsourcing výpočetně náročných procesů
Vývojáři robotů se mohou zaměřit na design, mechaniku, funkce, agilitu a spolehlivost a zároveň outsourcovat zpracování dat na cloudovou robotickou platformu. Díky tomu se může do vývoje robotů zapojit více společností.
#2. Rychlé nasazení servisních robotů
Firmy nyní mohou rychleji nasazovat roboty, protože cloudová robotika umožňuje jejich snadné přizpůsobení pro více úkolů.
#3. Online řešení problémů
Díky cloudové robotice nemusí firmy zaměstnávat vlastní tým robotických techniků.
Výrobce může řešit problémy s roboty pomocí cloudových řešení. To také umožňuje použití robotiky v těžko dostupných místech, kde je k dispozici internet. Pokud roboti selžou z jiného důvodu než fyzického poškození hardwaru, mohou je technici výrobce opravit online.
Význam cloudové robotiky
Cloudová robotika je stále důležitější z několika důvodů:
Za prvé, suroviny pro výrobu polovodičových čipů a dalších jemných elektronických součástek jsou stále vzácnější. Pokud cloudová robotika sníží požadavky na hardware robotů, stává se klíčovou technologií pro robotický průmysl.
Za druhé, výroba autonomního robota je nákladná. To však nepřidává hodnotu celosvětovému dodavatelskému řetězci pro komerční roboty. Firmy potřebují cenově dostupné roboty pro řízení skladů, balení, výrobu atd. Nepotřebují soběstačné systémy, ale agilitu a možnost ovládat tisíce robotů z jednoho počítače prostřednictvím cloudové sítě.
A konečně, s poskytovateli cloudových řešení pro robotiku, kteří se starají o programování, strojové učení a robotickou inteligenci, se výrobci robotů mohou zaměřit na vylepšení designu a přidání dalších funkcí.
Komponenty cloudové robotiky
Níže jsou uvedeny standardní komponenty pro efektivní cloudové robotické řešení:
- Fyzická a softwarová síť pro propojení mezi stroji (M2M) a mezi stroji a cloudem (M2C). M2M a M2C umožňují operátorovi cloudového řešení řídit jednotlivé roboty i celou skupinu robotů.
- Globální databáze digitálního obsahu, kterému stroje rozumí, jako jsou obrázky, texty, čísla, vzorce, binární data, videa, souřadnice, navigační data, databáze znalostí atd.
- Výkonné superpočítače, které dokážou zpracovávat více požadavků na připojení a poskytovat jim statistická data, pokyny k pohybu, plánování, pokyny k úkolům a koordinaci.
- Programy neuronového motoru v robotech pro kompatibilitu se strojovým učením.
- Open-source a proprietární software pro cloudová robotická řešení.
- Konzole GUI pro techniky, kteří dohlížejí na cloudové roboty a v případě potřeby zasahují na dálku.
Nyní se podívejme na rozdíl mezi automatizací a cloudovou robotikou.
Automatizace vs. cloudová robotika
Přestože automatizace a cloudová robotika mohou vypadat podobně, existují mezi nimi zásadní rozdíly. Ty jsou uvedeny v následující tabulce:
| Funkce | Automatizace | Cloudová robotika |
| Definice | Automatizace nahrazuje lidi stroji pro efektivní provádění opakujících se a manuálních úkolů. | Cloudová robotika je rámec pro propojení robotů s cloudem a poskytuje jim data a instrukce z cloudu. |
| Rozsah | Automatizace se může uplatnit kdekoli, například ve virtuálním i reálném světě. | Cloudová robotika se většinou zaměřuje na reálný svět. |
| Účel | Automatizace zjednodušuje nudné a opakující se úkoly. | I když jsou roboti efektivní při opakujících se úkolech, jsou užiteční i při řešení složitých a silově náročných úkolů. |
| Požadavky na hardware | Automatizace může i nemusí vyžadovat hardware. Například automatizace pomocí Zapier, IFTTT a Power Automate automatizuje digitální úkoly. | Cloudová robotika se týká fyzických servisních robotů a vždy vyžaduje hardware. |
Výhody cloudové robotiky
Níže naleznete některé výhody cloudové robotiky:
#1. Rozvoj spolupráce
Vývojáři softwaru a výrobci hardwaru pro robotický průmysl mohou snadno spolupracovat na rychlém vývoji a nasazování servisních robotů.
Výrobci hardwaru se mohou zaměřit na fyzické aspekty, zatímco vývojáři softwaru na cloudovou část robotů.
Různé strany si mohou vytvořit svůj vlastní systém příjmů a těžit ze spolupráce na vývoji robotů.
#2. Vývoj řešení a outsourcing
Společnosti, které jsou odborníky na design, lisování a výrobu hardwaru, mohou vstoupit do robotického průmyslu, aniž by se musely ponořovat do vývoje softwaru nebo firmwaru.
Mohou si zajistit potřebnou cloudovou infrastrukturu od outsourcingových agentur, nainstalovat nástroje na roboty a připojit je k internetu pro získávání dat během provozu.
#3. Roboty levné a dostupné
Když mají roboti přístup k datům a instrukcím z cloudu, nepotřebují pokročilé výpočetní zdroje na palubě.
Stačí jim minimální počítač, který dokáže analyzovat cloudová data a řídit akční členy a senzory. Díky tomu roboti obsahují méně hardwaru a jsou levnější.
#4. Agilita robotů
První roboti vypadali mohutně a těžkopádně, protože museli unést velké množství strojů. S cloudovou robotikou se roboti stávají malými, agilními a atraktivními.
#5. Recyklace
Firmy nemusejí kupovat specializované roboty pro různé účely. Mohou využívat univerzální servisní roboty, které lze pomocí cloudových řešení upravit pro konkrétní potřeby.
Výrobní linka by samozřejmě měla být tomu přizpůsobena. Pokud bude nutné nový hardware, recyklace robotů prostřednictvím cloudové infrastruktury nebude efektivní. Technici musí mít možnost přistoupit k robotovi a upravit jeho fyzické součásti.
Výzvy cloudové robotiky
Protože cloudová robotika je stále v rané fázi vývoje, je zřejmé, že se bude potýkat s různými výzvami.
Níže naleznete několik běžných problémů, se kterými se cloudová robotika setkává. Jejich řešení vám může přinést nové obchodní příležitosti:
#1. Dostupnost sítě
Základním problémem internetové sítě je nedostatečná šířka pásma, pokud se mnoho zařízení pokouší o přístup ke stejnému zdroji v cloudu.
Servisní roboti s cloudovou robotikou tak mohou být nefunkční, pokud dojde k poruše síťové infrastruktury.
#2. Analýza na okraji sítě (Edge Analytics)
Odborníci na cloudovou robotiku našli řešení pro zabezpečení cloudových robotů proti výpadkům díky vývoji edge computingu. Tento systém dokáže poskytovat robotům lokální informace, které potřebují k fungování, když cloudová síť není k dispozici.
To by však opět zvýšilo závislost na větším množství hardwaru. Cloudová robotika byla zavedena s cílem snížit využití lokálního hardwaru a zvýšit využití síťové inteligence poskytované prostřednictvím intranetu nebo internetu.
#3. Zabezpečení cloudu
Největší výzvou v oblasti cloudového zabezpečení je ochrana sítě. Vše, co je v síti, se může stát terčem útoku. Řešení cloudové robotiky se tak dostávají do ohrožení phishingem, hackováním, sociálním inženýrstvím atd.
Pokud se hackeři dostanou do cloudové konzole, která ovládá tisíce robotů, mohou vyřadit celou síť útokem typu Denial-of-service (DoS).
#4. Rychlost robotů
Roboti pracující v cloudu mohou vykazovat různou agilitu za různých podmínek. Například, když je cloudová síť přetížená, roboti mohou reagovat pomaleji, než je očekáváno. Naopak, stejní roboti mohou nabídnout optimální rychlost a přesnost, když cloudová síť není vytížená.
Výrobní závody tak musí přizpůsobit automatizované procesy aktuální úrovni odezvy robotů.
Výukové zdroje
Cloud Robotics: Kompletní průvodce
Tato kniha vám pomůže stát se expertem na vývoj řešení cloudové robotiky.
Také vám poskytne návod, jak modernizovat stávající vývojové procesy pro roboty, aby byly kompatibilní s cloudovými výpočty.
Implementace cloudové robotiky
Kniha Implementing Cloud Robotics pojednává o překážkách při implementaci komplexní cloudové robotiky a o způsobech, jak tyto běžné problémy řešit.
Navrhuje také metodiku pro vývoj funkčních servisních robotů pomocí standardních robotů a úpravu jejich firmwaru pomocí proprietárních nebo open-source řešení cloudové robotiky.
Závěrem
Nyní byste měli mít základní a částečně pokročilou představu o cloudové robotice. Jde o rychle rostoucí technologii v oblasti automatizace procesů.
IT giganti, jako jsou Microsoft, Amazon Robotics, IBM Corporation, C2RO Cloud Robotics, Hit Robot Group, V3 Smart Technologies, Intel, Google, Omron Adept Technologies a Fetch Robotics, již nyní posilují svou pozici na trhu cloudové robotiky.
Podle nedávné zprávy společnosti Research and Markets měl průmysl cloudové robotiky hodnotu 7,52 miliardy dolarů. Očekává se, že do roku 2026 dosáhne tržeb 23,59 miliardy dolarů.
Tato oblast tak vytváří nové pracovní a obchodní příležitosti.
Pokud jste uchazeč o zaměstnání, vývojář nebo firma, která chce využít cloudovou robotiku k dosažení zisku, měli byste se začít připravovat již nyní.
Pro další informace se můžete podívat na Robotic Process Automation (RPA).