La nuova piattaforma Yaskawa per l'automazione robotica adattiva intelligente e l'intelligenza artificiale

MOTOMAN NEXT è un sistema armonizzato che include hardware, software e strumenti di progettazione. L'RCU (Robot Control Unit) è integrata da un'ACU (Autonomous Control Unit) basata su un potente dispositivo NVIDIA^® Jetson Orin™ NX-Edge con CPU e GPU integrate. L'ACU ospita un sistema operativo Linux che supporta le moderne implementazioni di container Docker. Yaskawa aggiunge funzionalità di base specifiche per robot fornendo servizi e competenze software preinstallati, tra cui la pianificazione automatica del percorso senza collisioni, il controllo del movimento, l'accesso agli I/O, nonché moduli funzionali per il rilevamento della forza e l'elaborazione delle immagini 2D/3D/basata sull'intelligenza artificiale (libreria HALCON©). Un bridge ROS, implementato tramite il protocollo gRPC, collega i servizi Yaskawa ai moduli software ROS2, sviluppati dall' innovativa comunità robotica ROS.

Piattaforma di controllo robot all-in-one "gestita da Yaskawa"
Integrando entrambi i mondi di controllo robot (RCU e ACU), MOTOMAN NEXT è un pioniere nella combinazione di metodi di programmazione del classico mondo dell'automazione basata su segnali (OT) e del mondo IT basato sui dati, su un'unica piattaforma di controllo robot, eliminando la necessità di eseguire applicazioni robotiche su un PC esterno aggiuntivo.

Yaskawa si occupa della gestione della piattaforma hardware e dei moduli software principali (servizi e competenze), nonché delle attività di configurazione e preconfigurazione di un PC Linux. Il risultato è una soluzione all-in-one che include moduli software approvati e funzioni robotiche principali, perfettamente sintonizzate sul sistema robotico.

Progettazione e Digital Twin
Il pacchetto MOTOMAN NEXT include uno strumento professionale di progettazione e simulazione, YNX Robot Simulator, che funge da digital twin per consentire lo sviluppo virtuale, il test e l'ottimizzazione di soluzioni robotiche intelligenti. In alternativa, gli sviluppatori software esperti possono scegliere la toolchain di progettazione di NVIDIA^® (Isaac Sim™, cumotion), che Yaskawa è uno dei primi produttori di robot industriali al mondo a supportare completamente.

"Codifica e produci" vs. "Percepisci e produci"
I robot industriali tradizionali sono programmati in anticipo per una gamma prevedibile di pezzi e ambienti definiti. Tuttavia, se questa gamma diventa imprevedibile in termini di varietà, dimensioni del lotto o sequenza di lavoro, sono necessari robot flessibili in grado di riconoscere, comprendere e reagire a nuove situazioni e varianti del pezzo, utilizzando la tecnologia dei sensori (ad esempio, telecamere e sensori di forza). La domanda di automazione di lavori complessi, precedentemente considerati difficili o antieconomici da automatizzare tramite robot, è elevata a causa delle capacità superiori degli esseri umani come la coordinazione occhio-mano, la destrezza o la capacità decisionale. Compiti che richiedono un certo grado di adattabilità, non più gestibile con la programmazione iniziale classica. Questi compiti non automatizzati sono attività quotidiane come carico/scarico, assemblaggio, pulizia, smistamento, raccolta o imballaggio. Questi compiti più complessi si possono trovare nei settori tradizionali, ma soprattutto nei nuovi mercati come la logistica, la ristorazione, la sanità, l'edilizia e il riciclaggio, in altre parole, settori in cui l'automazione non è ancora diffusa, ma tutti colpiti dalla carenza di manodopera.

MOTOMAN NEXT integra OT e IT
Per sviluppare applicazioni robotiche flessibili e adattive, le reti neurali vengono utilizzate in combinazione con la tecnologia dei sensori e la visione artificiale. Questa tecnologia è sviluppata da esperti di software IT su piattaforme PC utilizzando linguaggi di programmazione come Python o C++. Il codice basato su IT spesso genera un flusso di posizioni inviato al controller del robot tramite un'interfaccia soggetta a latenza per eseguire il movimento. Il mondo dei dati (IT) basato su PC è separato dal mondo dei segnali (OT) basato su PLC, rappresentando due filosofie di programmazione completamente diverse.

MOTOMAN NEXT integra questi due mondi in un unico controller del robot. I servizi standard (contenitori Docker) forniscono l'integrazione diretta del codice per la pianificazione del percorso, il controllo del movimento, gli I/O e le variabili, l'elaborazione delle immagini, la tecnologia dei sensori e l'intelligenza artificiale. Tutte le funzioni relative al robot sono perfettamente integrate nell'hardware del robot MOTOMAN, evitando tutte le possibili insidie ​​tipiche dei robot per i programmatori, come singolarità, waypoint e comportamento dinamico del percorso dipendente dalla velocità.

MOTOMAN NEXT eleva gli sviluppatori di software per PC direttamente al livello di programmatori di robot esperti, affidandosi alle comprovate funzionalità robotiche dei servizi forniti da Yaskawa. MOTOMAN NEXT supporta gli integratori di sistemi che iniziano a realizzare robot adattivi basati sull'intelligenza artificiale in un ambiente di progettazione controllato, coprendo i rischi tecnologici e offrendo offerte commerciali ai propri clienti: i servizi sono inclusi nel pacchetto MOTOMAN NEXT, senza costi di piattaforma di sviluppo annuale o di runtime per istanza.

Gli operatori di robot si sentono immediatamente a proprio agio con l'intuitivo tablet Android "Smart Pendant" del robot. La compilazione di flussi di lavoro con icone in linguaggio a blocchi, che rappresentano le competenze sottostanti (ad esempio, riconoscimento dei pezzi, pianificazione del percorso) è molto intuitiva. Le interfacce utente grafiche basate su browser web possono essere integrate nel display dello Smart Pendant. È inoltre possibile aggiungere nuove interazioni utente basate su LLM, come il controllo vocale, l'interazione basata sui gesti o la guida AR.

In evidenza: pianificazione automatica del percorso senza collisioni
Tra i servizi standard offerti da Yaskawa, la pianificazione automatica del percorso senza collisioni è molto potente: un'istruzione di movimento MOVAUTO sposta il braccio robotico da A a B, evitando collisioni del braccio o del pezzo con l'ambiente. A tale scopo, il pianificatore del percorso utilizza una rappresentazione 3D dell'ambiente, che può essere statica (ad esempio, un modello 3D caricato della cella di lavoro) o dinamica (rilevando nuovi oggetti o ostacoli tramite telecamera e aggiornando automaticamente il modello ambientale). La pianificazione automatica del percorso rappresenta una potente e radicale semplificazione per i programmatori di robot e una funzionalità di base fondamentale per i percorsi robotici pianificati dall'intelligenza artificiale.

Modelli di robot
La nuova gamma di modelli di robot industriali MOTOMAN NEXT parte da una gamma di carichi utili compresa tra 7 e 35 kg. Tutti i modelli utilizzano nuovi servoazionamenti ad alta inerzia ottimizzati per un'elevata precisione assoluta ("zero gap" tra il mondo virtuale e quello reale). I cobot della serie NHC (con carico utile di 12 e 30 kg) sono dotati di una "bodycam" RGB-D integrata, che consente applicazioni in cui il cobot può monitorare il proprio spazio di lavoro e reagire in modo adattivo agli eventi.

Partnership e casi aziendali
Il modo più efficace per garantire il successo delle applicazioni di robotica/intelligenza artificiale con MOTOMAN NEXT è attraverso partnership basate sulla fiducia e su casi aziendali specifici, in cui l'utente finale, il system integrator, il partner tecnologico e Yaskawa collaborano su una specifica attività di automazione. Grazie all'aiuto della piattaforma robotica professionale MOTOMAN NEXT, supportata a livello globale, e al nostro buy-in di Yaskawa, i nostri partner possono essere certi di andare oltre un'installazione pilota, puntando a un'implementazione robotica basata sull'intelligenza artificiale di successo commerciale.

www.yaskawa.com