ความท้าทายและโอกาสในการทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์

อัปเดตล่าสุด 2 ต.ค. 2567

การใช้ Cobots ในโรงงานและคลังสินค้าเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดการทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์ในรูปแบบต่าง ๆ โดย “HRC Level 5” เป็นระดับสูงสุดของการทำงานร่วมกันได้อย่างปลอดภัยและเรียลไทม์

ในอนาคต เราจะได้เห็นหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์จะเข้ามามีบทบาทสำคัญในการทำงานร่วมกับมนุษย์ โดยเฉพาะในงานบริการและงานในครัวเรือน และเทคโนโลยี AI จะมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาความสามารถของหุ่นยนต์ให้สามารถทำงานร่วมกับมนุษย์ได้อย่างเป็นธรรมชาติมากขึ้น
ความท้าทายอยู่ที่ “ความปลอดภัย” การกำหนดมาตรฐานและข้อกำหนดเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานเป็นไปอย่างปลอดภัย

Advertisement

สหรัฐอเมริกา 4 กันยายน 2567 - สมาคม A3 (Association for Advancing Automation) เผยแพร่รายงานเชิงลึกภาคอุตสาหกรรมในหัวข้อ “ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของระบบอัตโนมัติ: การทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์อย่างเต็มรูปแบบ” ที่หยิบยกสถานการณ์ปัจจุบันที่มีการใช้ Cobots เพิ่มมากขึ้นจนเป็นเรื่องปกติในโรงงานผลิต คลังสินค้าและงานด้านโลจิสติกส์

Human-Robot Collaboration (HRC)

การใช้โคบอทส์ (Cobots) ทำให้เกิดการร่วมมือระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์ หรือ HRC แต่การร่วมมือระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์มีหลายรูปแบบ รวมถึง cobots ที่อยู่ในรั้วกั้นซึ่งได้รับการเยี่ยมชมจากมนุษย์เพียงเล็กน้อยหรือการอยู่ร่วมกันอย่างง่าย ๆ ระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์ในพื้นที่ทำงานร่วมกัน หุ่นยนต์และมนุษย์สามารถทำงานร่วมกันบนงานเดียวกันในพื้นที่เดียวกันได้

ในระดับสูงสุดคือ HRC Level 5 - หุ่นยนต์และมนุษย์สามารถทำงานร่วมกันอย่างปลอดภัยในส่วนเดียวกันในเวลาเดียวกัน โดยหุ่นยนต์ตอบสนองต่อการกระทำของมนุษย์อย่างไดนามิก

นิยามของ HRC แตกต่างกันเล็กน้อย แต่ในทางปฏิบัติ การใช้งานอุตสาหกรรมแบบทำงานร่วมกันส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการทำงานแบบลำดับ หรือ HRC Level 3 นั่นคือ มนุษย์ดำเนินการงาน เช่น การป้อนชิ้นส่วนให้กับ Cobot ในพื้นที่ทำงานร่วมกัน และ cobot ดำเนินการตามบทบาท เช่น การวางชิ้นส่วนเหล่านั้นลงบนโต๊ะงานของเครื่องจักร CNC เมื่อกัดชิ้นงานเสร็จโคบอทจะทำการหยิบชิ้นงานออก

เทรนด์หุ่นยนต์ปี 2567 ยก AI และ Machine Learning ขึ้นอันดับ 1

อย่างไรก็ตาม เมื่อ cobots ฉลาดขึ้น ได้รับการสนับสนุนจากฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ AI รวมถึงแพลตฟอร์มหุ่นยนต์พื้นฐาน ทำให้โอกาสสำหรับ HRC Level 5 มีมากยิ่งขึ้นไปอีก

สถานการณ์ในอนาคตบางอย่างจินตนาการถึงหุ่นยนต์ที่ตรวจสอบระดับความเครียดและอารมณ์ของมนุษย์แบบเรียลไทม์ — อาจผ่านเซนเซอร์ EEG (Electroencephalography) พวกเขาจะใช้ข้อมูลนี้เพื่อควบคุมความเร็วของหุ่นยนต์เพื่อให้แน่ใจว่าแอปพลิเคชันนั้นเอื้อมถึงได้มากที่สุดสำหรับคนงาน

ความปลอดภัยมาก่อน

การพยายามกำหนดความหมายของ "HRC เต็มรูปแบบ" อาจทำให้เราติดอยู่กับการใช้คำศัพท์ แต่ปัจจัยสำคัญในการแยกแยะระดับต่าง ๆ ของ HRC คือพื้นที่และเวลา ตามที่ Jayson Pestow ที่ปรึกษาด้านธุรกิจหุ่นยนต์ของ SICK ผู้ผลิตเซนเซอร์และโซลูชันความปลอดภัยสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมกล่าว

“HRC Level 5 ซึ่งเป็นการทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์ในระดับสูงสุด โดยหุ่นยนต์จะสามารถปรับตัวและตอบสนองต่อการกระทำของมนุษย์ในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงได้” Pestow อธิบาย
ในขณะที่แอปพลิเคชันแบบร่วมมือส่วนใหญ่ในปัจจุบันเป็น HRC Level 3 มากถึง 10% ได้รวมองค์ประกอบของ HRC Level 5 ไว้ด้วย Pestow กล่าว

“แม้จะบอกไม่ได้แน่ชัดว่ามีความต้องการสูงสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการ HRC Level 5 แต่มันมีอยู่จริง และเป็นสิ่งที่เราทำงานในแง่ของแอปพลิเคชันและโอกาส”

คุณสมบัติการจำกัดกำลังและแรง และการตรวจสอบความเร็วและการแยก เป็นตัวเปิดใช้งานหลักของทุกระดับของ HRC ทำให้มนุษย์และหุ่นยนต์สามารถทำงานตามลำดับหรือร่วมกันได้โดยไม่จำเป็นต้องมีการป้องกันตามการประเมินความเสี่ยง (ISO TS/15066)

อย่างไรก็ตาม เมื่อระดับของ HRC เพิ่มขึ้นและมนุษย์และหุ่นยนต์เข้าใกล้กันมากขึ้นในที่ทำงาน ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นกับคนงานก็เพิ่มขึ้นตามสัดส่วน

5 ข้อต้องคิด “ใช้โคบอทส์อย่างไรให้ปลอดภัย”

เซนเซอร์และเครื่องมือความปลอดภัย ตั้งแต่สแกนเนอร์พื้นที่ไปจนถึงม่านแสงและ LiDAR เป็นสิ่งสนับสนุน HRC ขั้นสูง แต่ทั้งหมดเริ่มต้นด้วยการประเมินความเสี่ยง Pestow กล่าว

“ฉันมักถูกถามว่า ‘การตั้งค่านี้ปลอดภัยหรือไม่’ คำตอบที่ปลอดภัยที่สุดคือ ‘การประเมินความเสี่ยงของคุณบอกอะไร’ ทุกอย่างเป็นไปได้ รวมถึง HRC Level 5 แบบเต็มรูปแบบ แต่ไม่ได้หมายความว่าทุกอย่างจะปลอดภัย นอกจากการประเมินความเสี่ยงแล้ว คุณต้องพิจารณาว่ามาตรการลดความเสี่ยงของคุณได้รับการดำเนินการและตรวจสอบแล้วหรือไม่ และมีการดำเนินการตามขั้นตอนการฝึกอบรมที่ถูกต้องหรือไม่” เขากล่าว

ความร่วมมือทางความรู้

เมื่อ cobots ปรากฏตัวครั้งแรกในช่วงกลางปี 2000 “การร่วมมือ” หมายถึงหุ่นยนต์ที่ถูกจำกัดกำลังและแรง Chris Savoia หัวหน้าระบบนิเวศของอเมริกาที่ Universal Robots บริษัทบุกเบิกด้านระบบอัตโนมัติแบบร่วมมืออธิบาย

“ฟังก์ชันการจำกัดกำลังและแรงทำให้เป็นไปได้เป็นครั้งแรกสำหรับหุ่นยนต์และมนุษย์ที่จะแบ่งปันพื้นที่ทำงานโดยไม่ต้องมีการป้องกัน นวัตกรรมต่อเนื่องในการใช้งานง่ายลดภาระทางความรู้ และด้วยเหตุนี้ จึงเปลี่ยนพลวัตจากการร่วมมือทางกายภาพอย่างง่าย ๆ ระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์ไปสู่ความร่วมมือทางความรู้มากขึ้น” Savoia กล่าว

เนื่องจากการถือกำเนิดของ AI และโมเดลพื้นฐานสำหรับหุ่นยนต์ ขั้นตอนต่อไปใน HRC คือการเป็น ‘การร่วมมือทางความรู้แบบเต็มรูปแบบ’ Savoia อธิบาย

“ทุกวันนี้ เมื่อเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์ คุณมักจะต้องวางตัวเองอยู่ในกรอบความคิดของหุ่นยนต์ คุณต้องคิดในลักษณะเชิงเส้น เพื่อเข้าใจกฎมือขวาและจุดคาร์ทีเซียนคืออะไร คุณต้องคิดเหมือนหุ่นยนต์เพื่อเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์ นั่นไม่ใช่แบบที่มนุษย์ทำงาน”

สำหรับ Savoia นััน HRC Level 5 หมายถึงการทำให้หุ่นยนต์ “ร่วมมือทางความรู้อย่างแท้จริง” เพื่อให้พวกมันเป็นภาระของมนุษย์น้อยลง ซึ่งจะไม่ต้องวางตัวเองในพื้นที่จิตใจของหุ่นยนต์และสามารถโต้ตอบกับหุ่นยนต์ได้ตามเงื่อนไขของตนเอง

cobots ที่ชาญฉลาดขึ้น

ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ AI จะช่วยให้เกิดความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในการทำงานร่วมกันแบบอัตโนมัติ โดยผู้นำด้านเทคโนโลยี เช่น NVIDIA กำลังพัฒนาชิปที่ทรงพลัง แพลตฟอร์ม AI พื้นฐาน และสภาพแวดล้อมการฝึกอบรมแบบจำลองที่ช่วยให้สามารถใช้งานร่วมกันขั้นสูงได้อย่างรวดเร็ว

“การจำลองแบบฟิสิกส์ช่วยให้คุณสามารถฝึกฝนและปรับใช้โมเดล AI ได้อย่างรวดเร็ว และไลบรารีสำหรับหุ่นยนต์ช่วยให้พวกมันสามารถทำงานได้ตั้งแต่การวางแผนการเคลื่อนไหวไปจนถึงการคว้าของวัตถุและการประมวลผลภาพ” Savoia กล่าว

ขั้นตอนวิวัฒนาการต่อไปใน HRC จะเห็น cobots ที่มีความสามารถคล้ายมนุษย์ในโดเมนแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน Alex Lee ผู้จัดการทั่วไปของอเมริกาเหนือและอเมริกาใต้ที่ Doosan Robotics ผู้ผลิต cobot ชั้นนำกล่าว

“ขั้นตอนต่อไปจะไม่เกี่ยวข้องกับระดับ HRC ที่กำหนดไว้ล่วงหน้ามากนัก ซึ่งเราอยู่ที่นั่นแล้วในหลาย ๆ ด้าน แต่จะเกี่ยวข้องกับ AI และแอปพลิเคชันที่สามารถดาวน์โหลดได้ ความคิดคือคุณซื้อหุ่นยนต์ที่ยืดหยุ่นและคล่องตัวหนึ่งตัว แล้วดาวน์โหลดโมดูล AI ที่ช่วยให้มันทำงานเฉพาะอย่างปลอดภัยและร่วมมือกัน” Lee อธิบาย

ปัจจุบันยังไม่มีความต้องการสูงสำหรับ HRC Level 5 แบบเต็มรูปแบบในพื้นที่อุตสาหกรรม Lee กล่าว และด้วยแนวโน้มของอุตสาหกรรมที่มุ่งสู่การผลิตแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ HRC Level 5 อาจเป็นสถานการณ์เฉพาะกลุ่มในบางครั้ง

“ผู้ผลิตไม่ได้มองหา HRC Level 5 มากเท่าที่มองหาหุ่นยนต์เพื่อทำภารกิจทางกายภาพที่มนุษย์ยังคงทำ เช่น การป้อนฟิล์มบนสายการบรรการป้อนฟิล์มบนสายการบรรจุ การพาเลท และการใช้งานกับเครื่องจักร CNC” Lee อธิบาย

สถานการณ์ในอนาคตที่หุ่นยนต์อ่านสัญญาณคลื่นสมอง หรือ EEG และการอ่านอื่น ๆ จากมนุษย์เพื่อแนะนำพฤติกรรมนั้น “ผลักดันขีดจำกัด”

“ด้วยเทคโนโลยีใหม่ใด ๆ ที่เข้าสู่ตลาด ทุกคนชอบต่อยอดมันขึ้นไปอีก การวิจัยประเภทนี้สามารถช่วยผลักดันวิวัฒนาการครั้งต่อไปในหุ่นยนต์ แต่ไม่มีความต้องการสำหรับการใช้งานประเภทนี้ในอุตสาหกรรม”

ปัจจัยเกี่ยวกับมนุษย์

การกล่าวถึง HRC จะทำให้ความสนใจตกอยู่ที่โคบอท แต่มีความเป็นไปได้สูงว่าการนำมาใช้ “เต็มรูปแบบ” ของ HRC จะถูกกระตุ้นโดยหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์มากกว่า Cobots

“ยี่สิบปีที่แล้ว หุ่นยนต์ Asimov ของ Honda แสดงให้เราเห็นว่าแม้แต่อนุกรมนุษย์ที่เรียบง่ายก็สามารถทำงานรอบ ๆ มนุษย์ได้ ขณะหลีกเลี่ยงการชน” Pestow จาก SICK กล่าว “วันนี้เรามีหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่วิ่ง กระโดด และกายกรรม ซึ่งคล้ายกับนักรบนินจา เป็นเรื่องง่ายที่จะจินตนาการถึงหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่ถูกใช้เพื่อมาพร้อมกับคนขับส่งของ ตัวอย่างเช่น และดูแลการส่งมอบทางประตูบ้านทางกายภาพ”

Tesla เปิดตัว ‘Optimus’ หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์รุ่นต้นแบบ ตั้งเป้าผลิตเกินล้านตัว

HRC ระดับ 5 จะมีแนวโน้มที่จะเป็นศูนย์กลางในพื้นที่บริการและหุ่นยนต์ในครัวเรือน Savoia จาก Universal Robots กล่าว

“บ้านคือที่ที่จำเป็นต้องใช้การทำงานร่วมกันทางความคิดระดับที่เข้มข้นที่สุด เนื่องจากผู้คนที่มีส่วนเกี่ยวข้องจะมีการฝึกอบรมเกี่ยวกับหุ่นยนต์น้อยที่สุด และคุณจะต้องสามารถไว้วางใจหุ่นยนต์ที่อยู่รอบตัวเด็ก”

ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม มีค่าใช้จ่ายและความซับซ้อนสำหรับหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่ยังไม่ตอบโจทย์ด้านเศรษฐศาสตร์จึงไม่สามารถผลักดันลงมาได้ Savoia เพิ่มเติม

“สำหรับงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ Cobots จะทำทั้งหมดได้ในราคาที่ต่ำกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ แต่ชีวิตเลียนแบบศิลปะและเทคโนโลยีเลียนแบบนิยายวิทยาศาสตร์ เรามีความฝันเกี่ยวกับหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์มานาน ดังนั้นเทคโนโลยีฮิวแมนนอยด์แบบร่วมมือจะมาถึงในที่สุด”

สภาพแวดล้อมด้านกฎระเบียบ

กฎระเบียบด้านความปลอดภัยจะต้องได้รับการอัปเดตสำหรับหุ่นยนต์ในครัวเรือนที่สามารถใช้งาน HRC Level 5 ได้อย่างปลอดภัยเพื่อให้แพร่หลาย แต่ Savoia มองโลกในแง่ดีว่าสิ่งนี้จะไม่เป็นอุปสรรคต่อความก้าวหน้า

“กฎระเบียบอาจไม่เพียงพอในขณะนี้ แต่ภาคอุตสาหกรรมมาตรฐานด้านหุ่นยนต์กำลังทำงานอย่างดีเยี่ยมและน่าจะสามารถปรับตัวให้เข้ากับความท้าทายในอนาคตได้” เขากล่าว

ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม กฎระเบียบปัจจุบันเพียงพอแม้สำหรับ HRC ระดับ 5 แต่มีข้อจำกัดบางประการตามที่ผู้เชี่ยวชาญจาก SICK ได้ชี้ให้เห็น

“เทคโนโลยีจะก้าวหน้าเหนือมาตรฐานและกฎระเบียบเสมอ เนื่องจากความเร็วของนวัตกรรม ความเร็วที่เขียน อัปเดต และแก้ไขมาตรฐานจะไม่เป็นเชิงเส้นกับนวัตกรรมในแง่ของความเร็วและการพัฒนา” เขากล่าว

การทำงานร่วมกันแบบอัตโนมัติได้สร้างโอกาสสำหรับการทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์ที่ไม่สามารถจินตนาการได้เพียงสองทศวรรษที่ผ่านมา และอนาคตสดใส มันจะต้องใช้ระบบนิเวศที่สมบูรณ์ของพันธมิตร รวมถึงฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และบริษัทเครื่องมือปลายแขน Lee จาก Doosan กล่าว