KR AGILUS jako czyściciel okien wspina się na całkiem nowe wyżyny

By zautomatyzować mycie okien, zespół Skyline Robotics opracował Ozmo: jest to system, który łączy robota KUKA KR AGILUS z wspieranym komputerowo systemem przetwarzania obrazu, sztuczną inteligencją (AI) oraz technologiami uczenia maszynowego. To, co wcześniej wymagało od trzech do czterech miesięcy ciężkiej, fizycznej pracy, zajmuje systemowi Ozmo niecałą połowę tego czasu. Najważniejszym usprawnieniem, jakie niesie ze sobą ten wynalazek, jest to, że system dba o bezpieczeństwo, zastępując ludzi na platformie roboczej. Ręczne czyszczenie fasad szklanych wymaga bowiem zazwyczaj od trzech do czterech pracowników: dwóch osób, które czyszczą fasadę wzdłuż platformy, jednej osoby na dachu budynku, a czasem także jeszcze jednej na ziemi. Przy pracy z pomocą Ozmo potrzeba tylko jednego człowieka, który kontroluje platformę roboczą, zasilanie w energię elektryczną i wodę oraz dźwig. W tym czasie robot zajmuje się fasadą szklaną.

Aby działało zasilanie w energię elektryczną i wodę, Ozmo zaprojektowano tak, by pasował do istniejącej infrastruktury jednostki utrzymania budynku (Building Maintenance Unit, BMU) i wykorzystywał energię elektryczną i wodę z samego budynku. Część platformy roboczej stanowi stół z różnymi czujnikami i komputerami. Na górze jest umieszczone ramię robota z kamerą lidar (lidar to akronim oznaczający „light imaging, detection and ranging”, czyli obrazowanie, wykrywanie i pomiar odległości za pomocą światła z impulsów laserowych). Kamera lidar wykorzystuje laser klasy 1, który jest bezpieczny dla ludzi. Gdy tylko ten stół zostaje zamontowany na platformie roboczej do czyszczenia fasad, system jest gotowy do pracy.

Ross Blum, prezes i dyrektor operacyjny Skyline Robotics opowiada, że zespół Skyline pracował nad projektem Ozmo przez pięć ostatnich lat. W tym czasie pokonano różne techniczne przeszkody i wykonano wiele powtarzających się kroków na drodze do integracji wszystkich niezbędnych komponentów i funkcji. W tym swoje miejsce ma również robot przemysłowy KR AGILUS i jego programowanie, które pozwala ramieniu robota naśladować ruchy, jakie wykonuje człowiek przy myciu okna.

Wyjaśniając sposób działania i właściwości systemu Ozmo Ross Blum, znajduje analogie do ludzkich zmysłów: „Ramię robota komunikuje się z kamerą lidar, która pozwala robotowi „widzieć”, a czujnik siły i momentu obrotowego na końcu szczotki czyszczącej odpowiada za „zmysł dotyku”. Oprogramowanie systemowe działa jako „mózg” i zbiera dane z różnych kamer i czujników dla ciągłej optymalizacji toru ruchu z częstotliwością wynoszącą ok. 200 razy na sekundę, podczas gdy Ozmo zjeżdża automatycznie po szklanej fasadzie wieżowca”. Sercem systemu Ozmo jest robot KR AGILUS w wersji wodoodpornej sprzężony z bazującą na oprogramowaniu sztuczną inteligencją, która umożliwia zastosowanie przy czyszczeniu fasad szklanych. Skyline Robotics opracowało algorytm, który przekazuje do robota informacje zwrotne dotyczące siły i innych zmiennych. W ten sposób można regulować, jak duży nacisk wywiera robot na szyby budynku.

Układ sterowania do małych robotów KUKA KR C5 micro znacząco przyczynia się do tego, że system Ozmo jest w stanie spełnić obowiązujące na całym świecie różne ograniczenia dotyczące obciążenia platform roboczych. KR C5 micro waży tylko 9,8 kg, więc jest nawet 16 kg lżejszy od porównywalnych układów sterowania, i zajmuje również znacznie mniej miejsca. Dlatego w niektórych przypadkach Skyline Robotics może umieścić kilka robotów KR AGILUS na jednej platformie roboczej, nawet przy surowszych ograniczeniach obciążenia. „Chcemy opanować obszar zastosowania robotów poza kontrolowanymi warunkami”, podkreśla Blum. „Jesteśmy też przekonani, że KUKA jest właściwym partnerem w dziedzinie automatyzacji, który będzie nam towarzyszył w tej drodze. Również KUKA przesuwa za pomocą swoich robotów granice typowych zastosowań i cieszymy się na bliższą współpracę z inżynierami KUKA, by opracowywać produkty specjalnie skrojone pod otoczenie na zewnątrz budynków”.

Cała zintegrowana w systemie Ozmo technologia jest wyjątkowo postępowa, w szczególności oprogramowanie oraz najwyższej klasy komponenty sprzętowe. Umożliwia ona Skyline Robotics przede wszystkim kontrolowanie ruchów robota i stałe dostosowywanie na nowo, gdy robot czyści okna. Ponadto umożliwia stabilizację platformy roboczej z robotem w czasie rzeczywistym. Jest to warunek konieczny, ponieważ ciągle należy liczyć się z nieoczekiwanymi zdarzeniami, takimi jak porywy wiatru lub specyfika kinematyki dźwigu. Może to prowadzić do tego, że jedna strona platformy znajdzie się niżej od drugiej. Ozmo jest w stanie zarejestrować te zmienne i natychmiast skompensować. W ten sposób zapewniona jest najwyższa jakość i najbardziej wydajna ścieżka czyszczenia szyb. Ozmo wykorzystuje do stabilizacji robota KR AGILUS i jego zdolność do wywierania przeciwstawnej siły względem niestabilnej platformy roboczej. Ramię robota pozostaje wówczas unieruchomione na oknie budynku przez dodatkowe pół sekundy, by zapobiec kołysaniu się platformy. Według Rossa Bluma Skyline Robotics jest pierwszą i jak dotąd jedyną firmą z dziedziny robotyki, która wykorzystuje z powodzeniem ramię robota w ten sposób.

À propos etapu weryfikacji koncepcji: Skyline Robotics otrzymała na niego właśnie duże wsparcie. Firma ogłosiła pomyślne zamknięcie rundy inwestycyjnej na kwotę 6,5 mln dolarów . Skyline Standard Holdings prowadziło rundę inwestycyjną, a Kärcher New Venture GmbH, Gefen Capital inne spółki wzięły udział. „Firma Kärcher cieszy się, mogąc w dalszym stopniu wspierać Skyline Robotics w misji stworzenia wydajniejszego i bezpieczniejszego środowiska pracy przy czyszczeniu okien”, mówi Patrick Nennewitz, Head of Corporate Venturing w Kärcher New Ventures GmbH. Jak twierdzi „zdolność Skyline do transformacji branży za pomocą robotów przy jednoczesnym tworzeniu miejsc pracy jest modelem, z którego inne firmy z dziedziny robotyki powinny brać przykład. Jako że budynki stają się coraz wyższe, a siła robocza się kurczy, firma Skyline powstała w samą porę i okazała się niezbędna”.