A Revolução dos Robôs Colaborativos: O Futuro da Fábrica Inteligente

(Dan Tri) - Não mais máquinas gigantes presas em gaiolas de vidro, uma nova geração de robôs está entrando nas fábricas como "colegas".

Robôs colaborativos - uma nova alavanca para a eficiência da fabricação

O mundo está testemunhando uma revolução silenciosa, mas profunda, na manufatura.

Não robôs gigantes presos em gaiolas de vidro como antes, mas "colegas" robôs inteligentes que podem trabalhar com humanos de forma segura e eficaz. Isso não é mais ficção científica , mas uma realidade acontecendo diante dos nossos olhos.

De acordo com o último relatório da McKinsey & Company, o mercado global de robôs industriais atingiu um recorde de US$ 16,5 bilhões em valor de novas instalações, com mais de 4,28 milhões de robôs operando em fábricas ao redor do mundo.

Esse número não apenas reflete o forte crescimento do setor, mas também sinaliza uma nova era em que os robôs não são mais uma solução de luxo reservada às grandes corporações.

A maior diferença entre a onda atual de robôs e as gerações anteriores é a capacidade de "cooperar" com os humanos.

Esses robôs "colaborativos" são projetados para trabalhar em conjunto com os trabalhadores, não para substituir completamente o trabalho humano, mas para apoiar e aumentar a produtividade. Com sensores avançados e sistemas de controle inteligentes, eles podem detectar a presença de humanos e ajustar seus movimentos de acordo, garantindo segurança absoluta.

O mercado de robôs colaborativos está crescendo a um ritmo impressionante. De US$ 2,14 bilhões em 2024, espera-se que o mercado atinja US$ 11,64 bilhões até 2030, o equivalente a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de até 31,6%.

Este número reflete a crescente demanda das empresas por soluções de automação flexíveis e fáceis de implementar.

Do piloto à escala real

Um dos maiores desafios que as empresas enfrentam não é implantar robôs piloto, mas dimensionar a aplicação.

De acordo com uma pesquisa da McKinsey, cerca de 40% dos executivos disseram que, embora seus projetos-piloto de robótica fossem interessantes e atraíssem muito interesse na indústria, o valor comercial real não era claro.

O mercado de robôs colaborativos está crescendo a uma taxa impressionante (Foto: Genedge).

Isso não significa que os robôs não sejam eficazes, mas sim que a abordagem é de abordagem. Em vez de encarar os robôs como uma ferramenta para comprar e usar, as empresas precisam pensar em desenvolver capacidades gerais de automação. Esta é uma mudança significativa de mentalidade, passando do investimento em equipamentos para o desenvolvimento de capacidades operacionais.

“A grande diferença é que a automação tradicional é uma solução única para uma aplicação”, afirma Ujjwal Kumar, da Teradyne Robotics. “A nova geração de robôs com IA possui produtos padrão que atendem a múltiplas aplicações. Você pode implementá-los em múltiplas aplicações por meio de software e algumas diferenças de ferramentas de ponta a ponta.”

Isso significa que, em vez de precisar de 100.000 configurações diferentes como a tecnologia anterior, a Universal Robots agora precisa apenas de 6 configurações para atender 100.000 instalações de robôs colaborativos no mundo todo.

Esta é a chave para reduzir drasticamente o custo total de propriedade da nova geração de automação.

IA - A Alma da Nova Geração de Robôs

A tendência de integrar inteligência artificial em robôs está se fortalecendo. Ao alavancar diversas tecnologias de IA, os robôs podem executar uma variedade de tarefas com mais eficiência.

A IA analítica permite que robôs processem e analisem grandes volumes de dados coletados por seus sensores. Isso ajuda a gerenciar a variabilidade e a imprevisibilidade em ambientes externos, produção de alta variedade/baixo volume e ambientes públicos.

Robôs equipados com sistemas de visão computacional, por exemplo, analisam tarefas anteriores para identificar padrões e otimizar suas operações para maior precisão e velocidade.

Os sistemas de visão computacional desempenham um papel importante na fabricação de robôs (Foto: New Ocean).

Fabricantes de robôs e chips estão investindo recentemente no desenvolvimento de hardware e software especializados que simulam ambientes do mundo real. Essa inteligência artificial física permite que robôs se treinem em ambientes virtuais e operem com base na experiência, em vez de programação rígida.

“Nossa visão é criar robôs versáteis que possam ir a qualquer lugar onde os humanos possam ir, entender e manipular seus arredores em harmonia”, explica Marc Theermann, da Boston Dynamics.

E somente quando eles conseguem fazer todas essas três coisas é que se tem um robô realmente multifuncional. Nos últimos 30 anos, temos trabalhado na parte de "ir a qualquer lugar" e nos tornamos muito bons nisso. Agora, nossos robôs podem ir a quase qualquer lugar que um humano possa ir.

Os próximos dois desafios que eles estão tentando resolver são a compreensão semântica e a manipulação. É aí que eles passam a maior parte do tempo.

Esses são os blocos de construção básicos para a escala massiva que as pessoas estão prevendo para esses tipos de robôs.

Tecnologia revolucionária

Outro avanço importante no campo da robótica é a tecnologia Digital Twin.

Gêmeos Digitais são réplicas virtuais de sistemas físicos que espelham suas contrapartes do mundo real em tempo real. Esses modelos usam dados de sensores e máquinas para simular o comportamento e o desempenho de suas contrapartes físicas.

Ao fornecer uma representação digital detalhada, os Gêmeos Digitais permitem o monitoramento, a análise e a otimização contínuos dos sistemas que replicam. Essa tecnologia é particularmente valiosa para mitigar os riscos da implantação de robôs.

Como comenta Ujjwal Kumar: “Com um Gêmeo Digital, alguns dos riscos que você mencionou desaparecem. Agora você pode implantar um novo sistema automatizado em um mundo virtual, testá-lo, aperfeiçoá-lo e, a partir desse mesmo Gêmeo Digital, baixar o código para o ambiente de produção.”

O Digital Twin é uma réplica virtual de sistemas físicos que espelha suas contrapartes do mundo real em tempo real (Foto: Future).

Isso permite que as empresas simulem e otimizem sistemas de manufatura com o Gêmeo Digital antes de realizar um investimento de capital real. As empresas podem esperar um retorno sobre o investimento em um a três anos e minimizar o risco de integração com os sistemas de TI e TO existentes, facilitando a adoção da robótica.

Uma tendência crescente em robótica que continuará a crescer neste ano e nos próximos anos é o desenvolvimento do Manipulador Móvel, comumente conhecido como MoMa.

Esses robôs industriais são o resultado da combinação de tarefas realizadas por braços robóticos, como agarrar, levantar ou mover objetos, com a capacidade dos robôs de navegar pelo espaço.

O MoMa consiste em um robô móvel autônomo (AMR) integrado a um braço robótico equipado com ferramentas adequadas.

Robôs manipuladores móveis podem executar tarefas de fabricação predefinidas em equipamentos ou recuperar componentes de uma linha de produção ou armazém. Essa flexibilidade permite o transporte automatizado de materiais para qualquer local, introduzindo um novo nível de eficiência na gestão de fabricação e armazenagem.

Essa mobilidade não apenas amplia o alcance operacional dos robôs, mas também permite que eles se adaptem às mudanças nos layouts das fábricas e atendam às necessidades de uma fabricação flexível e móvel.

Em vez de ficar fixo em um local, o MoMa pode ser implantado de forma flexível de acordo com as necessidades do negócio, otimizando a utilização de recursos e melhorando a eficiência geral.

Uma das maiores barreiras para a adoção da robótica sempre foi o alto custo de investimento inicial, especialmente para pequenas e médias empresas (Foto: ITG Technology).

Uma das maiores barreiras para a adoção da robótica sempre foi o alto custo de investimento inicial, especialmente para pequenas e médias empresas.

Robôs como serviço (RaaS) está mudando isso ao permitir que empresas implantem robôs em um modelo de assinatura ou aluguel em vez de comprá-los diretamente.

O modelo RaaS oferece diversas vantagens, incluindo escalabilidade, resiliência e flexibilidade, tornando-o uma escolha ideal para missões de busca e salvamento, monitoramento ambiental, manufatura, agricultura e exploração espacial.

O RaaS ajuda as empresas a escalar a produção local sem grandes riscos de capital, efetivamente “permitindo que os fabricantes que produzem perto de casa movam a produção para mais perto de seus mercados consumidores sem sacrificar a eficiência de custos”.

Desafios e oportunidades pela frente

Apesar da perspectiva positiva, a indústria da robótica ainda enfrenta desafios significativos. Uma das maiores barreiras é a lacuna de qualificação na força de trabalho atual.

A força de trabalho atual carece de expertise para implantar e gerenciar robôs autônomos. Embora isso tenha levado à escassez de mão de obra, uma maneira de lidar com a situação é tornar os robôs mais acessíveis por meio de programas de educação e treinamento direcionados para equipar os trabalhadores com as habilidades certas.

Os avanços tecnológicos ultrapassaram as estruturas atuais de educação e treinamento. Os trabalhadores muitas vezes se veem despreparados para lidar com sistemas robóticos modernos, da programação à manutenção.

Esse desequilíbrio retarda a adoção da automação e agrava a escassez de mão de obra, pois as empresas lutam para encontrar pessoal qualificado.

Para resolver esse problema, é preciso atualizar os currículos educacionais para incluir tecnologias avançadas de robótica e automação.

Parcerias com o setor podem proporcionar treinamento prático e experiência prática por meio de estágios e programas de aprendizagem. Como observa Ani Kelkar, da McKinsey: "Quando entrevistamos executivos sobre barreiras, 61% deles relataram que uma das principais era que, mesmo encontrando um bom plano de negócios, simplesmente não tinham capacidade interna para executá-lo."

A força de trabalho atual não tem experiência suficiente para implantar e gerenciar robôs autônomos (Foto: Mecalux).

Para implantar robôs com sucesso, as empresas precisam mudar sua abordagem, deixando de focar apenas na eficiência e priorizando a flexibilidade.

Ujjwal Kumar aconselha os líderes a repensarem a automação sob a ótica da flexibilidade, não apenas da eficiência. As ferramentas de automação tradicionais foram desenvolvidas para ambientes de manufatura de alto volume e baixa variabilidade. Mas o mercado atual exige agilidade.

Impactos sociais e trabalhistas

Uma preocupação comum sobre robôs é sua capacidade de substituir o trabalho humano. No entanto, a realidade é que robôs, especialmente robôs colaborativos, são projetados principalmente para complementar o trabalho humano, e não para substituí-lo completamente.

“Não se trata de substituir pessoas”, enfatiza Ani Kelkar. “Trata-se de tornar o trabalho mais seguro, flexível e significativo; libera os trabalhadores para se concentrarem em tarefas de maior valor. Há muitas tarefas repetitivas que não utilizam plenamente as habilidades da nossa força de trabalho.”

Automatizar essas tarefas e, ao mesmo tempo, investir em capacitação ajuda a atualizar a força de trabalho e a prepará-la para o futuro das operações.

De fato, de acordo com a Deloitte Consulting, poderá haver 2 milhões de novos empregos na indústria até 2025. Isso reflete a tendência dos robôs criarem mais empregos do que eliminarem, especialmente nas áreas de engenharia, manutenção, programação e operações de sistemas.

Os desafios da força de trabalho, incluindo o envelhecimento da população e o declínio do interesse em empregos em fábricas, estão impulsionando a adoção de robôs.

Por exemplo, os Estados Unidos têm um déficit de 400.000 soldadores, enquanto a Europa relatou mais de 200.000 vagas na construção civil em 2020.

Os robôs preenchem essas lacunas executando tarefas repetitivas e que exigem muito trabalho, o que os torna ativos valiosos para pequenas e grandes empresas.

Novas perspectivas tecnológicas para o futuro

A tecnologia robótica caminha para novos avanços. A IA generativa está sendo integrada aos robôs para criar comportamentos mais inteligentes e adaptáveis.

Esses projetos visam criar um “momento ChatGPT” para a IA Física, quando os robôs podem entender e interagir com o ambiente tão naturalmente quanto os humanos.

A tecnologia avançada de sensores está tornando os robôs mais sensíveis ao ambiente ao redor.

Sensores biônicos estão sendo desenvolvidos para fornecer capacidades de detecção tão delicadas quanto a pele humana. Os avanços na tecnologia de garras utilizam a biologia para alcançar alta força de preensão com consumo praticamente zero de energia.

A robótica de enxame está abrindo a possibilidade de implantar muitos robôs pequenos trabalhando juntos para completar tarefas complexas.

Essa abordagem oferece diversas vantagens, incluindo escalabilidade, resiliência e flexibilidade, tornando a robótica de enxame uma escolha ideal para missões de busca e salvamento, monitoramento ambiental, manufatura, agricultura e exploração espacial.

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