Ne zaostajamo, le robotikov nam primanjkuje

Tekmovanje iz robotskega programiranja, ki ni le programiranje robotske roke, ampak veliko več, je avlo fakultete spremenilo v pravi študentski laboratorij, v katerem je tri dni vrelo od mrzličnega reševanja tako softverskih kot hardverskih problemov.

Prijavljene ekipe so reševale konkreten problem iz farmacije. Spopadali so se z izzivi, kot so programiranje robotov, načrtovanje robotskih prijemal, prepoznava objektov z uporabo robotskega vida, interakcija med človekom in robotom, integracija varnostnih sistemov, logika za razvrščanje vzorcev, povezava z bazo podatkov in sledljivost procesov.
 

Zanimanje nad pričakovanji

Sodelovali so študentje računalništva, matematike in strojništva – na fakulteti za strojništvo so namreč prav letos prvič uvedli podiplomski predmet Robotski sistemi. Zanimanje je veliko, pravi nosilec predmeta dr. Rok Vrabič: »Predmet obiskuje približno 40 študentov strojništva na magistrskem študiju. Za robotiko in povezane teme v okviru magistrske naloge se sicer specializira do deset študentov na leto. Ti zaposlitev najdejo tako v slovenski industriji kot tudi v tujini in podjetja so v splošnem pripravljena tudi štipendirati študente.«

Dneve industrijske robotike, v okviru katerih je potekal tekmovalni hekaton, so na fakulteti za elektrotehniko izvedli že 18-krat, tokrat po dveh letih premora zaradi epidemije covida, kar tudi kaže na že uveljavljeno tradicijo ukvarjanja z robotiko pri nas. In če so na prejšnjih tekmovanjih robote programirali za to, da so znali speči palačinke, so se tokrat lotili razbijanja trdega oreha, ki farmacevtski in podobnim industrijam s svojimi razvojnimi laboratoriji povzroča veliko manualnega dela.
 

Robotizacija laboratorija namesto palačink

Robotski sistem, ki so ga razvijale in tudi uspešno razvile tekmovalne ekipe študentov, je bil namenjen temu, da izbere, razvrsti in ustrezno pripravi laboratorijske viale ali epruvete za drugega robota, ki nato napravi analizo vzorcev. V tej predpripravi bi lahko ustrezno vodeni robot naenkrat pregledal skoraj tisoč vial in jih ustrezno razvrstil, kar bi prihranilo veliko ročnega dela.

Če gre za večja testiranja v več zaporedjih in veliko število učinkovin, ki jih razvijajo tovrstni laboratoriji, pa bi lahko takšen robot naenkrat pregledal več tisoč vial in tako prihranil večmesečno ročno delo visoko izobraženih laborantov, ki bi se tako lahko posvetili bolj inovativnemu delu.
Po treh dnevih krmljenja robota z ustreznimi progami in povezovanja različnih baz podatkov se je pri delu z drobnimi vialami na testirni mizici najbolje odrezal robot skupine, ki so jo sestavljali študentje magistrskega študija robotike z ljubljanske fakultete za elektrotehniko.

Njihov vodja Franci Ovčak je takole opisal nalogo: »Naša naloga je bila, da nerazvrščene epruvete v stojalih prenesemo iz vhoda celice na posebni skener, ki nam vrne številke epruvet. Iz stojala pa vzamemo le epruvete, katerih številka se ujema z receptom. Te epruvete prestavimo na prosto ležišče na izhodnem stojalu. Na celici in robotu imamo nameščene dodatne kamere, s katerimi preverjamo pravilno namestitev v ležišče.«

Veliko preglavic jim je povzročalo ustvarjanje programa, ki komunicira z robotom, prepoznavanje epruvet na izhodu s kamero, ki je sledilo, je bilo že lažje. Seveda pa je bil najtežji in najpomembnejši del združitev vseh nalog v končni program. Največ časa so tako porabili za softverski del, več kot polovica članov je delala na pisanju programa in podobno je bilo tudi pri drugih ekipah.

Na fakulteti so doslej reševali bolj preproste naloge, to znanje pa je pripomoglo k poznavanju določenih korakov. »Tako kompleksne naloge, pri kateri je bilo treba združiti veliko znanja z več področij, še nismo reševali. Zato so taka tekmovanja zelo dobrodošla,« ugotavlja Ovčak, ki se v prihodnosti vidi na področju robotizacije proizvodnje.
 

Koncerni na lovu za mladimi

Novartis, ki je tokrat zastavil tekmovalni problem, je ena tistih multinacionalk, ki mladim kadrom posveča veliko pozornosti. V okviru svojih strateških programov denimo že 12 let prireja tako imenovane Biocampe, na katerih zberejo več deset najboljših študentov naravoslovja in tehniških ved ter jih povezujejo z uveljavljenimi strokovnjaki in menedžerji. Tako lahko mladi dobijo neposreden vpogled v mednarodno raziskovalno in poslovno okolje znotraj farmacevtske industrije. 

Tudi številna druga podjetja, ki so kakor koli povezana z robotiko, se močno zanimajo za mlade robotike. To je bilo videti tudi na prireditvi na elektro fakulteti, ki jo je letos tako ali drugače podprlo kakšnih 15 sponzorjev, zato so lahko celo nekoliko povečali sploh prvič razpisani nagradni sklad za zmagovalce hekatona. 

Naša industrija robote že precej uporablja, ker veliko dela za avtomobilsko industrijo, kjer se je zaradi velikoserijske proizvodnje robotika najprej uveljavila. Ta pa je prisotna tudi drugod, v celjski bolnišnici so denimo že pred leti uvedli robotski operacijski sistem da Vinci, da o robotskih sesalnikih, pomivalnikih in kosilnicah, ki so že preplavili gospodinjstva, niti ne govorimo.

Glavni sponzor Dnevov industrijske robotike, kočevska Yaskawa, ki je največji svetovni proizvajalec industrijskih robotov, in ta pri nas sedaj zaposluje že 250 ljudi, je ta hip najbolj zainteresirana za strojnike in mehatronike pa tudi za elektro inženirje. Razmišljajo pa tudi že o tem, kako bodo v prihodnosti zadostili potrebam po robotikih, in se zaradi naše majhnosti ozirajo za njimi tudi v sosednje države. Pred nekaj meseci so namreč razvili prvega robota, ki je nastal na naših tleh. Imenuje se GP 20, njegova prednost pa je, da ima glede na svojo velikost večji delovni obseg kot primerljivi roboti. Tudi zaradi njega v Kočevju že snujejo gradnjo dodatnih proizvodnih zmogljivosti.
 

Prodorna Slovenija

V Yaskawinih obratih v Sloveniji so v prvem letu epidemije covida-19 sicer zabeležili velik padec prihodkov, a so jih lani, povzemamo po STA, znova povečali za kar 140-odstotkov ter izdelali in prodali 5500 robotov, kar je bilo dvakrat več kot leto prej in blizu številki 6000, kolikor jih načrtujejo izdelati v običajnem letu. V enem letu proizvedejo torej toliko industrijskih robotov, kot jih  morda v celoti dela v slovenski proizvodnji, kar pa ne pomeni, pravi dr. Matjaž Mihelj, vodja laboratorija za robotiko na ljubljanski fakulteti za elektrotehniko, da zaostajamo za svetom.

Poleg Yaskawe je v Sloveniji še več svetovnih robotskih podjetij, kot so ABB, Epson, Kuka, Fanuc, Staubli, UR, pa tudi cela vrsta domačih, ki sicer ne razvijajo robotov, pač pa so, kot Domel iz Železnikov, izjemno prodorna  pri razvijanju posamičnih robotskih sklopov in senzorjev. Podjetje RLS, denimo, izdeluje senzorje, ki jih svetovni proizvajalci vgrajujejo v robote za najbolj zahtevne operacije tako v medicini kot v industriji.

Prav tako je prodorna tudi naša akademska sfera. Pred nekaj leti je bil v uglednem finančnem tedniku Forbes objavljen podatek, da ima mala Slovenija največ raziskovalcev na področju umetne inteligence glede na število prebivalcev na svetu. Znanstveni tisk pa je zabeležil, da so bili naši raziskovalci robotike glede na ta kriterij na drugem mestu po številu znanstvenih objav.

Po podatkih svetovne zveze robotikov (IFR) je bila Slovenija  v lanskem letu s 183 roboti na 10.000 zaposlenih v industriji na lestvici 126 držav na uglednem 17. mestu takoj za Francijo in pred Švico. Z velikansko prednostjo na tej lestvici sicer vodi Južna Koreja, ki ima kar 932 robotov na toliko zaposlenih. Deželi Hyundaija in Samsunga sledita Singapur in Japonska, šele nato sta prvi evropski državi Nemčija  in Švedska, za njima sta Hong Kong in ZDA, nato pa znova azijski Tajvan in Kitajska, šele nato sledijo evropske države, med katerimi je tudi Slovenija.
 

Posledice epidemije

Azija je gotovo, kot kažejo podatki, že zdaj prvak robotizacije, s kar 20-odstotno letno rastjo pa se najhitreje na svetovni vrh prebija Kitajska, medtem ko je evropski trg v času covida stagniral oziroma v primeru Italije in Francije celo upadel za petino. Nekoliko je trg uplahnil tudi v ZDA, a pričakovati je, da bo s koncem epidemije znova zrasel. Kljub temu Azije, kjer je bilo lani nameščenih 71 odstotkov vseh na novo uvedenih robotov, ne bo ujel.

Minuli dve leti sta pred industrijo postavljali izzive po vsem svetu. Covid-19 je izpostavil potrebo po zaščiti zaposlenih pred okužbo ter sprejetje minimalnih razdalj med njimi. Da bi se spopadli s temi zahtevami, so se številni proizvajalci odločili za uporabo robotov in tako so se poleg velikih podjetij začela avtomatizirati tudi številna mala in srednje velika, od katerih so mnoga prvič iskala robote. Podjetja iz farmacevtskega sektorja so si z robotsko avtomatizacijo začela pomagati pri izdelavi testov za covid-19, medtem ko je živilska industrija zabeležila rast povpraševanja po sestavinah in izdelkih za kuho doma.

Roboti se pospešeno širijo zunaj industrije, in to je bistven preskok zadnjih let, ki nakazuje, da bodo roboti bistveno zaznamovali naš čas. Pojavljati so se začeli v okoljih, kjer jih prej nismo pričakovali, kot je to v proizvodnji hrane, kmetijstvu, laboratorijih, bolnišnicah pa tudi v gospodinjstvih.  

Problem pa je, da množični invaziji nadomestnih človeških rok človeški možgani težko sledijo. Povsod po svetu je danes premalo zelo cenjenih robotikov, strokovnjakov, ki robote načrtujejo in programirajo. Tudi strokovnjake, ki se kalijo na naših univerzah, že med njihovim študijem snubijo visoko tehnološka podjetja, ki želijo ostati konkurenčna v tem čedalje bolj tekmovalnem svetu.

Matjaž Mihelj: »Potrebe industrije so čedalje večje, na naši prireditvi je bila vse dni prisotna večina naših sponzorjev, ki so tekmovali za pozornost mladih bodočih inženirjev. Na našem oddelku vsako leto magistrira 15 od 20 študentov, kar je veliko premalo glede na vse večje potrebe. Poleg tega radi odhajajo v tujino, nekateri že kar po prvi stopnji.
 

Znanje s tradicijo

Naši mladi strokovnjaki, ki so še pred nekaj leti kot študenti sestavljali drone in avtonomna vozilca, so, kot je videti, zdaj zaposleni v največjih evropskih podjetjih s področja robotike. Njihovo znanje pa je povsem primerljivo z znanjem njihovih tujih kolegov, ki so študirali na prestižnih univerzah. Tudi sicer to naše znanje ni od včeraj; veliko je bilo na tem področju narejenega že v prejšnjem stoletju.

Z robotiko so se na  ljubljanski fakulteti za elektrotehniko in Inštitutu Jožef Stefan (IJS) ukvarjali že v 70. letih prejšnjega stoletja. Prvi učbeniki tako v slovenskem kot tudi v angleškem jeziku so v Sloveniji nastali  v 80. letih, ko je oživel tudi prvi čisto slovenski robot Goro 1, ki sta ga razvila in izdelala IJS in Gorenje. Sodelovanje je trajalo do 90. let, ko je postalo robote lažje uvažati, stroka in raziskave pa so se obrnile proti računalniškemu delu robotike in njeni aplikativnosti.

Takrat so se na IJS med drugim bolj posvetili rehabilitacijski robotiki, ki razvija robotska pomagala, kot so eksoskeleti, ki pomagajo poškodovanim izvajati neki gib, ki ga sami ne bi več zmogli narediti, in tako pripomorejo, da se ta funkcija v celoti ali vsaj deloma povrne. Na Odseku za avtomatiko, biokibernetiko in robotiko na IJS je trenutno zaposlenih 27 tehnikov in raziskovalcev, ki se ukvarjajo z robotiko.

»Trenutno bi zaposlili še tri dodatne robotike, če bi jih le dobili. Problem je, da so plače v znanosti nekonkurenčne v primerjavi s tem, kar ponuja industrija ali, pri podoktorskih sodelavcih, univerze iz zahodne Evrope. Sicer imamo pri nas tudi stvari, ki jih velika industrija ne ponuja, na primer doktorski študij, vendar to pogosto ni dovolj. Nove robotike večinoma najdemo preko oglasov, denimo za program mladih raziskovalcev, in preko našega sodelovanja v pedagoškem procesu na univerzah. Z industrijo dobro sodelujemo na različnih projektih. Se pa pri tem v zadnjem času prepogosto zgodi, da naši sodelavci, ki projektno sodelujejo z industrijo, potem dobijo ponudbe za zaposlitev iz industrije. Vzgoja novih kadrov je sicer tudi naše poslanstvo, če pa je takšnih odhodov preveč, to seveda ni dobro za inštitut,« sporoča dr. Aleš Ude, vodja Odseka za avtomatiko, biokibernetiko in robotiko pri  IJS.
 

Članek je bil objavljen v reviji Gea

Gea spodbuja dejaven življenjski slog in vseživljenjsko radovednost ter navdušuje z aktualnimi raznolikimi temami o dogajanju okrog nas.

Več o reviji Gea >