ثورة الروبوتات التعاونية: مستقبل المصنع الذكي

(دان تري) - لم تعد الآلات العملاقة محبوسة في أقفاص زجاجية، بل إن جيلاً جديداً من الروبوتات يدخل المصانع كـ"زملاء".

الروبوتات التعاونية - رافعة جديدة لكفاءة التصنيع

يشهد العالم ثورة هادئة ولكن عميقة في التصنيع.

ليست روبوتات عملاقة محصورة في أقفاص زجاجية كما في السابق، بل روبوتات ذكية قادرة على العمل جنبًا إلى جنب مع البشر بأمان وفعالية. لم يعد هذا خيالًا علميًا ، بل واقعًا يحدث أمام أعيننا.

وبحسب أحدث تقرير صادر عن شركة ماكينزي آند كومباني، وصلت سوق الروبوتات الصناعية العالمية إلى مستوى قياسي بلغ 16.5 مليار دولار في قيمة التثبيت الجديدة، مع وجود أكثر من 4.28 مليون روبوت يعمل في المصانع في جميع أنحاء العالم.

ولا يعكس هذا الرقم النمو القوي للصناعة فحسب، بل يشير أيضًا إلى عصر جديد حيث لم تعد الروبوتات مجرد حل فاخر مخصص للشركات الكبرى.

الفرق الأكبر بين الموجة الحالية من الروبوتات والأجيال السابقة هو القدرة على "التعاون" مع البشر.

صُممت هذه الروبوتات "التعاونية" للعمل جنبًا إلى جنب مع العمال، ليس لتحل محل العمل البشري تمامًا، بل لدعم الإنتاجية وتحسينها. بفضل أجهزة الاستشعار المتطورة وأنظمة التحكم الذكية، يمكنها استشعار وجود البشر وضبط تحركاتهم وفقًا لذلك، مما يضمن السلامة المطلقة.

يشهد سوق الروبوتات التعاونية ازدهارًا ملحوظًا بمعدل نمو مذهل. فمن 2.14 مليار دولار أمريكي عام 2024، من المتوقع أن يصل حجم السوق إلى 11.64 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030، أي ما يعادل معدل نمو سنوي مركب يصل إلى 31.6%.

يعكس هذا الرقم الطلب المتزايد من الشركات على حلول الأتمتة المرنة وسهلة النشر.

من المشروع التجريبي إلى المشروع الكامل

أحد أكبر التحديات التي تواجه الشركات ليس نشر الروبوتات التجريبية، بل توسيع نطاق التطبيق.

وبحسب استطلاع أجرته شركة ماكينزي، قال نحو 40% من المديرين التنفيذيين إنه على الرغم من أن مشاريعهم التجريبية في مجال الروبوتات كانت مثيرة وجذبت الكثير من الاهتمام في مجال التصنيع، إلا أن القيمة التجارية الفعلية كانت غير واضحة.

يشهد سوق الروبوتات التعاونية ازدهارًا بمعدل نمو مثير للإعجاب (الصورة: Genedge).

هذا لا يعني أن الروبوتات غير فعّالة، بل يعني أن النهج هو نهج قائم على الأخذ والرد. فبدلاً من اعتبار الروبوتات مجرد أداة للشراء والاستخدام، ينبغي على الشركات التفكير في بناء قدرات أتمتة شاملة. وهذا يُمثّل تحوّلاً جذرياً في التفكير من الاستثمار في المعدات إلى تطوير القدرات التشغيلية.

يقول أوجوال كومار، من شركة تيرادين روبوتيكس: "يكمن الاختلاف الرئيسي في أن الأتمتة التقليدية تُقدم حلاً واحدًا يناسب الجميع لتطبيق واحد". ويضيف: "يتميز الجيل الجديد من الروبوتات المُدعّمة بالذكاء الاصطناعي بمنتجات قياسية تخدم تطبيقات متعددة. ويمكن نشرها في تطبيقات متعددة من خلال برامج وأدوات شاملة."

وهذا يعني أنه بدلاً من الحاجة إلى 100 ألف تكوين مختلف مثل التكنولوجيا السابقة، تحتاج Universal Robots الآن فقط إلى 6 تكوينات لخدمة 100 ألف من تركيبات الروبوت التعاونية في جميع أنحاء العالم.

وهذا هو المفتاح لخفض التكلفة الإجمالية لملكية الجيل الجديد من الأتمتة بشكل كبير.

الذكاء الاصطناعي - روح الجيل الجديد من الروبوتات

يتزايد التوجه نحو دمج الذكاء الاصطناعي في الروبوتات. فمن خلال الاستفادة من تقنيات الذكاء الاصطناعي المتنوعة، تستطيع الروبوتات أداء مهام متنوعة بكفاءة أكبر.

يُمكّن الذكاء الاصطناعي التحليلي الروبوتات من معالجة وتحليل كميات هائلة من البيانات التي تجمعها أجهزة الاستشعار الخاصة بها. يُساعد هذا على إدارة التباين وعدم القدرة على التنبؤ في البيئات الخارجية، والإنتاج عالي الاختلاط/منخفض الحجم، والبيئات العامة.

على سبيل المثال، تقوم الروبوتات المجهزة بأنظمة الرؤية الحاسوبية بتحليل المهام السابقة لتحديد الأنماط وتحسين عملياتها لتحقيق قدر أكبر من الدقة والسرعة.

تلعب أنظمة الرؤية الحاسوبية دورًا مهمًا في تصنيع الروبوتات (الصورة: نيو أوشن).

يستثمر مُصنّعو الروبوتات والرقائق الإلكترونية مؤخرًا في تطوير أجهزة وبرامج متخصصة تُحاكي بيئات العالم الحقيقي. يُمكّن هذا الذكاء الاصطناعي الفيزيائي الروبوتات من تدريب نفسها في بيئات افتراضية والعمل بناءً على الخبرة بدلًا من البرمجة الجامدة.

يوضح مارك ثيرمان من شركة بوسطن ديناميكس: "رؤيتنا هي إنشاء روبوتات متعددة الاستخدامات يمكنها الذهاب إلى أي مكان يمكن للبشر الذهاب إليه، وفهم محيطها والتلاعب به في وئام".

وفقط عندما يتمكنون من القيام بهذه الأشياء الثلاثة، يصبح لدينا روبوت متعدد الأغراض حقًا. على مدار الثلاثين عامًا الماضية، كنا نعمل على جزء "الذهاب إلى أي مكان"، وقد أصبحنا بارعين فيه. الآن، تستطيع روبوتاتنا الذهاب إلى أي مكان تقريبًا يستطيع الإنسان الذهاب إليه.

التحديان التاليان اللذان يحاولان حلهما هما الفهم الدلالي والتلاعب. وهما المجالان اللذان يقضون فيهما معظم وقتهم.

هذه هي اللبنات الأساسية للحجم الهائل الذي يتوقعه الناس لهذه الأنواع من الروبوتات.

تكنولوجيا تغير قواعد اللعبة

إن الاختراق المهم الآخر في مجال الروبوتات هو تقنية التوأم الرقمي.

التوائم الرقمية هي نسخ افتراضية لأنظمة مادية تحاكي نظيراتها في العالم الحقيقي في الوقت الفعلي. تستخدم هذه النماذج بيانات من أجهزة الاستشعار والآلات لمحاكاة سلوك وأداء نظيراتها المادية.

من خلال توفير تمثيل رقمي مفصل، تُمكّن التوائم الرقمية من المراقبة والتحليل والتحسين المستمر للأنظمة التي تُحاكيها. تُعد هذه التقنية قيّمة بشكل خاص في الحد من مخاطر نشر الروبوتات.

كما علق أوجوال كومار: "مع التوأم الرقمي، تختفي بعض المخاطر التي تتحدث عنها. الآن يمكنك نشر نظام آلي جديد في عالم افتراضي، واختباره، وتحسينه، ومن ثم تنزيل الشيفرة البرمجية من هذا التوأم الرقمي نفسه إلى بيئة الإنتاج."

التوأم الرقمي هو نسخة طبق الأصل افتراضية من الأنظمة المادية التي تعكس نظيراتها في العالم الحقيقي في الوقت الحقيقي (الصورة: المستقبل).

يتيح هذا للشركات محاكاة أنظمة التصنيع وتحسينها باستخدام التوأم الرقمي قبل الاستثمار الفعلي. ويمكن للشركات توقع عائد استثماري خلال سنة إلى ثلاث سنوات، وتقليل مخاطر التكامل مع أنظمة تكنولوجيا المعلومات وتكنولوجيا التشغيل الحالية، مما يُسهّل تبني الروبوتات.

أحد الاتجاهات المتنامية في مجال الروبوتات والذي سيستمر في النمو هذا العام وما بعده هو تطوير Mobile Manipulator، المعروف باسم MoMa.

هذه الروبوتات الصناعية هي نتاج الجمع بين المهام التي تؤديها الأذرع الروبوتية، مثل الإمساك أو الرفع أو تحريك الأشياء، مع قدرة الروبوتات على التنقل عبر الفضاء.

يتكون MoMa من روبوت متحرك مستقل (AMR) مدمج مع ذراع روبوتية مزودة بأدوات مناسبة.

تستطيع روبوتات التحكم المتنقلة تنفيذ مهام تصنيع محددة مسبقًا على المعدات، أو استرجاع المكونات من خط الإنتاج أو المستودع. تتيح هذه المرونة نقل المواد آليًا إلى أي موقع، مما يُرسي مستوى جديدًا من الكفاءة في إدارة التصنيع والتخزين.

ولا يؤدي هذا التنقل إلى توسيع نطاق تشغيل الروبوتات فحسب، بل يسمح لها أيضًا بالتكيف مع تخطيطات المصانع المتغيرة وتلبية احتياجات التصنيع المرن والمتحرك.

بدلاً من تثبيته في مكان واحد، يمكن نشر MoMa بشكل مرن وفقًا لاحتياجات العمل، مما يؤدي إلى تحسين استخدام الموارد وتحسين الكفاءة الشاملة.

لقد كانت تكلفة الاستثمار الأولية المرتفعة دائمًا واحدة من أكبر العوائق أمام تبني الروبوتات، وخاصة بالنسبة للشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم (الصورة: ITG Technology).

لقد كانت التكلفة الاستثمارية الأولية المرتفعة دائمًا واحدة من أكبر العوائق أمام تبني الروبوتات، وخاصة بالنسبة للشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم.

تغير خدمة الروبوتات (RaaS) هذا الأمر من خلال السماح للشركات بنشر الروبوتات على نموذج الاشتراك أو الإيجار بدلاً من شرائها بشكل مباشر.

يقدم نموذج RaaS العديد من المزايا بما في ذلك قابلية التوسع والمرونة والمرونة، مما يجعله خيارًا مثاليًا لمهام البحث والإنقاذ، ومراقبة البيئة، والتصنيع، والزراعة ، واستكشاف الفضاء.

تساعد خدمة RaaS الشركات على توسيع نطاق التصنيع المحلي دون مخاطر رأسمالية كبيرة، مما يتيح فعليًا "للمصنعين الذين ينتجون بالقرب من منازلهم نقل الإنتاج إلى أقرب أسواق المستهلكين دون التضحية بكفاءة التكلفة".

التحديات والفرص المستقبلية

رغم التوقعات الإيجابية، لا تزال صناعة الروبوتات تواجه تحديات كبيرة. ومن أبرز هذه التحديات فجوة المهارات في القوى العاملة الحالية.

تفتقر القوى العاملة الحالية إلى الخبرة اللازمة لنشر وإدارة الروبوتات ذاتية التشغيل. ورغم أن هذا أدى إلى نقص في الأيدي العاملة، فإن إحدى طرق معالجة هذا الوضع تتمثل في تسهيل استخدام الروبوتات من خلال برامج تعليمية وتدريبية مُصممة خصيصًا لتزويد العمال بالمهارات المناسبة.

لقد تجاوزت التطورات التكنولوجية أطر التعليم والتدريب الحالية. وكثيرًا ما يجد العمال أنفسهم غير مستعدين للتعامل مع الأنظمة الروبوتية الحديثة، من البرمجة إلى الصيانة.

ويؤدي هذا الخلل إلى إبطاء تبني الأتمتة وتفاقم نقص العمالة حيث تكافح الشركات للعثور على موظفين مؤهلين.

ويتطلب معالجة هذه المشكلة تحديث المناهج التعليمية لتشمل تقنيات الروبوتات والأتمتة المتقدمة.

يمكن للشراكات الصناعية أن توفر تدريبًا عمليًا وخبرة عملية من خلال التدريب الداخلي والتدريب المهني. وكما تشير آني كيلكار من ماكينزي: "عندما استطلعنا آراء المديرين التنفيذيين حول العوائق، أفاد 61% منهم أن أحد العوائق الرئيسية هو أنهم، حتى لو وجدوا خطة عمل جيدة، لم تكن لديهم القدرة الداخلية على تنفيذها".

إن القوى العاملة الحالية تفتقر إلى الخبرة اللازمة لنشر وإدارة الروبوتات المستقلة (الصورة: ميكالوكس).

لنشر الروبوتات بنجاح، يتعين على الشركات تحويل نهجها من التركيز على الكفاءة البحتة إلى إعطاء الأولوية للمرونة.

ينصح أوجوال كومار القادة بإعادة النظر في الأتمتة من منظور المرونة، لا الكفاءة فحسب. صُممت أدوات الأتمتة التقليدية لبيئات تصنيع عالية الإنتاج ومنخفضة التقلبات. لكن سوق اليوم يتطلب مرونة.

التأثيرات الاجتماعية والعمالية

من المخاوف الشائعة بشأن الروبوتات قدرتها على استبدال العمل البشري. لكن الحقيقة هي أن الروبوتات، وخاصةً الروبوتات التعاونية، مصممة أساسًا لتكملة العمل البشري، لا لتحل محله كليًا.

تؤكد آني كيلكار قائلةً: "لا يتعلق الأمر باستبدال الموظفين، بل بجعل العمل أكثر أمانًا ومرونة وفائدة؛ فهو يُتيح للعمال التركيز على المهام الأكثر أهمية. هناك العديد من المهام المتكررة التي لا تُوظّف مهارات القوى العاملة لدينا على أكمل وجه".

إن أتمتة هذه المهام مع الاستثمار في بناء القدرات يساعد على تطوير القوى العاملة والاستعداد لمستقبل العمليات.

في الواقع، ووفقًا لشركة ديلويت للاستشارات، قد يكون هناك مليوني وظيفة جديدة في قطاع التصنيع بحلول عام 2025. وهذا يعكس اتجاه الروبوتات إلى خلق وظائف جديدة أكثر مما تقضي عليه، وخاصة في مجالات الهندسة والصيانة والبرمجة وعمليات النظام.

إن تحديات القوى العاملة، بما في ذلك الشيخوخة السكانية وتراجع الاهتمام بوظائف المصانع، هي التي تدفع إلى اعتماد الروبوتات.

على سبيل المثال، تعاني الولايات المتحدة من نقص 400 ألف عامل لحام، في حين أفادت أوروبا بوجود أكثر من 200 ألف وظيفة شاغرة في قطاع البناء في عام 2020.

تعمل الروبوتات على سد هذه الفجوات من خلال أداء مهام متكررة تتطلب جهدًا مكثفًا، مما يجعلها أصولًا قيمة للشركات الصغيرة والكبيرة على حد سواء.

آفاق التكنولوجيا الجديدة في المستقبل

تتجه تكنولوجيا الروبوتات نحو تحقيق إنجازات جديدة. ويتم دمج الذكاء الاصطناعي التوليدي في الروبوتات لخلق سلوكيات أكثر ذكاءً وقدرة على التكيف.

تهدف هذه المشاريع إلى خلق "لحظة ChatGPT" للذكاء الاصطناعي المادي، عندما تتمكن الروبوتات من فهم البيئة والتفاعل معها بشكل طبيعي مثل البشر.

تعمل تكنولوجيا الاستشعار المتقدمة على جعل الروبوتات أكثر حساسية لمحيطها.

يجري تطوير أجهزة استشعار حيوية لتوفير قدرات استشعارية دقيقة كبشرة الإنسان. وتعتمد التطورات في تكنولوجيا المقابض على علم الأحياء لتحقيق قوة إمساك عالية مع استهلاك طاقة منخفض جدًا.

تفتح الروبوتات الجماعية المجال أمام إمكانية نشر العديد من الروبوتات الصغيرة التي تعمل معًا لإنجاز المهام المعقدة.

يقدم هذا النهج العديد من المزايا بما في ذلك قابلية التوسع والمرونة والمرونة، مما يجعل الروبوتات السربية خيارًا مثاليًا لمهام البحث والإنقاذ، ومراقبة البيئة، والتصنيع، والزراعة، واستكشاف الفضاء.

المصدر: https://dantri.com.vn/cong-nghe/cuoc-cach-mang-robot-hop-tac-tuong-lai-cua-nha-may-thong-minh-20250905101445097.htm