ตลาดหุ่นยนต์อุตสาหกรรมทั่วโลกยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง สาเหตุหลักเนื่องจากขาดแคลนแรงงานตั้งแต่ช่วงระบาดของโควิด 19 เป็นต้นมา ข้อมูลจากเว็บไซต์ Statista (ปี 2023) ระบุว่าในช่วงปีอีกห้าปีข้างหน้า ตลาดหุ่นยนต์อุตสาหกรรมทั่วโลกจะมีมูลค่า 10.41 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ

ในปฐมฉบับของปี 2525 MEGA Tech ขอเสนอแนวโน้มการพัฒนาและความก้าวหน้าของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่เข้ามามีบทบาทในภาคการผลิตในอนาคตอันใกล้ ซึ่งก็คือหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์ที่ขับเคลื่อนด้วยความก้าวหน้าของ AI

หุ่นยนต์ใหม่ที่ขับเคลื่อนด้วยพลัง AI

AI หรือปัญญาประดิษฐ์ได้เข้ามาปฏิวัติวงการหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ทำให้หุ่นยนต์สามารถทำงานต่าง ๆ ที่เคยต้องพึงพามนุษย์ได้ AI ช่วยให้หุ่นยนต์อุตสาหกรรมสามารถทำงานซับซ้อนได้ เช่น การเชื่อม การประกอบ และการตรวจสอบโดยอัตโนมัติ เพิ่มความแม่นยำและลดข้อผิดพลาดของมนุษย์

AI ยังสามารถช่วยในการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์เพื่อลดดาวน์ไทม์ มันสามารถปรับตัวให้เข้ากับงานที่เปลี่ยนแปลงไปในสภาพแวดล้อมการผลิตที่มีความยืดหยุ่น ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการห่วงโซ่อุปทานด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลแบบเรียลไทม์

ตัวอย่างหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่มีชื่อเสียง ได้แก่ หุ่นยนต์เดลต้าที่นำมาใช้สำหรับการหยิบและวางได้อย่างรวดเร็วในอุตสาหกรรมอาหาร ยา และอิเล็กทรอนิกส์ หุ่นยนต์แบบข้อต่อ (Articulated robots) เป็นหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่พบมากที่สุดในการผลิต โลจิสติกส์ อาหาร และการเกษตรกรรม ส่วนหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์ เป็นหุ่นยนต์ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานทดแทนแรงงานในสภาพ แวดล้อมต่าง ๆ เช่น โรงงานและโลจิสติกส์

ตัวอย่างการใช้ AI ในหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่น่าสนใจคือ บริษัท KUKA ซึ่งนำเสนอโซลูชันสำหรับอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น การผลิตยานยนต์และการบินและอวกาศ โดยการผสาน ChatGPT ของ AI มาใช้ในการเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์

“โดยส่วนใหญ่แล้ว การเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์ยังคงเป็นงานสำหรับผู้เชี่ยวชาญ” โรแลนด์ ริตเตอร์ ผู้จัดการโปรแกรมแพลตฟอร์มจำลองของ KUKA กล่าว “นี่คือเหตุผลที่เรากำลังพัฒนาแชทบอท AI ที่จัดการแปลงคำสั่งเสียงมนุษย์เป็นโค้ดโปรแกรม จากนั้นโมเดล AI จะสร้างโค้ดที่ทำให้หุ่นยนต์ทำสิ่งที่ต้องการได้ อย่างเช่น หยิบชิ้นส่วนทีละชิ้นแล้ววางเป็นรูปตัว U บนโต๊ะ โมเดล AI จะได้รับการฝึกด้วยโปรแกรมหุ่นยนต์ทั้งหมดทีมี ในขั้นตอนถัดไป KUKA กำลังดำเนินการส่งต่อแชทบอท AI นี้ให้กับลูกค้าผู้ใช้งานหุ่นยนต์ เพื่อให้ลูกค้าสร้างคำสั่งให้กับหุ่นยนต์โดยใช้เสียงของตนแทนการเขียนโปรแกรมแบบเดิม

แต่ก่อนวิศวกรต้องเขียนโปรแกรมเพื่อสั่งหุ่นยนต์ทำงานในแต่ละขั้นตอนที่ต้องการ แต่ที่ Deep Mind บริษัทลูกของกูเกิลในลอนดอนบอกว่าเราไม่จำเป็นต้องเขียนคำสั่งหรือโปรแกรมอีกแล้ว หุ่นยนต์นักฟุตบอลนี้สามารถเรียนรู้ทักษะการเคลื่อนไหวได้เอง จากครั้งแรกที่มันเอาแต่วิ่งตามลูกบอลเหมือนเด็กหกขวบที่เล่นฟุตบอลเป็นครั้งแรก ผ่านไปสักระยะมันจะเรียนรู้ได้เองว่าจะเลี้ยงลูกหลบหลีกฝ่ายตรงข้ามอย่างไรเพื่อการทำประตู คำสั่งของมนุษย์ต่อหุ่นยนต์จึงเหลือเพียงประโยคเดียว คือ “ทำประตูให้มากที่สุด”

หุ่นยนต์คล้ายมนุษย์ เพื่อนร่วมงานคนใหม่

การหาคนงานมาทำงานในโรงงานผลิตและโลจิสติกส์นั้นเป็นเรื่องที่ยุ่งยากมาก “ปัจจุบันมีตำแหน่งงานว่างมากกว่าล้านตำแหน่ง ในสหรัฐอเมริกาซึ่งยังหาคนมาทำงานไม่ได้” เป็กกี จอห์นสัน ซีอีโอของ Agility Robotics กล่าว นั่นคือที่มาของหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์ที่มีชื่อว่า ดิจิท (Digit) ของ Agility ซึ่งได้รับการฝึกฝนโดย AI เพื่อให้ทำงานได้ ซึ่งปัจจุบัน Digit กำลังทำงานอยู่ในบริษัทผู้ให้บริการโลจิสติกส์หลายแห่ง รวมถึงของ Amazon ด้วย จอห์นสันบอกอีกว่า“Agility เป็นบริษัทแรกที่นำหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์มาใช้งานและได้รับเงินค่าจ้างจริงในการทำงาน และประมาณการว่าหุ่นยนต์จะสามารถทำงานคืนทุนภายในเวลาไม่ถึงสองปี แม้ว่าตอนนี้ ดิจิท ทำงานโดยยังต้องมีรั้วกั้นเพื่อความปลอดภัยของมนุษย์ แต่เธอหวังว่าหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์จะทำงานเคียงข้างมนุษย์ได้ภายในปลายปี 2025 นี้

ดิจิทเป็นหนุ่นยนต์ที่เคลื่อนไหวด้วยสองขาและสองแขนแบบมนุษย์ โดยมีองศาอิสระ (DOF) 16 (ขา: 5 DoF x 2 และแขน: 3 DoF x 2) สามารถลุกขึ้นยืนจากพื้น ยกกล่อง รับน้ำหนักได้สูงสุด 16 กก. ทำงานด้วยเซ็นเซอร์ Lidar, ใช้กล้องที่วัดความลึกได้ของ Intel RealSense สี่ตัว, ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์, การประมวลผลใช้ซีพียู Intel i7 มัลติเธรดสองตัว ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ 1.2 กิโลวัตต์ชั่วโมงที่ออกแบบพิเศษ ส่วนวัสดุโครงสร้างหลักเป็นอลูมิเนียม โพลีคาร์บอเนตแบบเทอร์โมฟอร์มและคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์

Agility เปิดตัว ดิจิท ในปี 2019 และโรงงานผลิตหุ่นยนต์ดิจิทในโอเรกอนจะสามารถผลิตได้ 10,000 ตัวต่อปี เพื่อตอบสนองความต้องการหุ่นยนต์เร่งด่วนในสหรัฐ

ท่ามกลางความกังวลว่าหุ่นยนต์เหล่านี้มาแย่งงานแรงงานที่เป็นมนุษย์ เป็กกี จอห์นสันอธิบายว่า “หุ่นยนต์จะไม่แย่งงาน แต่จะแย่งภาระ” ความหมายคือ พนักงานที่เป็นคนจะไม่ต้องทำงานในส่วนที่เป็นกายภาพ แต่จะทำงานที่ใช้สมองและทักษะความสามารถในการบริหารจัดการ หากย้อนไปเมื่อหลายปีก่อน ในไลน์การผลิตเราจะนึกเห็นภาพพนักงานนั่งเรียงแถวเป็นแนวโดยมีสายพานลำเลียงชิ้นงานเพื่อให้พนักงานประกอบชิ้นส่วน และมีซูปเปอร์ไวเซอร์คอยควบคุมดูแลพนักงานเหล่านี้อีกที ในอนาคตพนักงานที่ประกอบชิ้นส่วนจะถูกทดแทนด้วยหุ่นยนต์ และตัวพนักงานที่เป็นมนุษย์จะไปทำหน้าที่ควบคุมดูแลฟลีต(ฝูง)หุ่นยนต์แทน

Article by: Asst. Prof. Suwan Juntiwasarakij, Ph.D., Senior Editor & MEGA Tech

The global industrial robot market continues to grow, mainly due to the shortage of labor since the COVID-19 pandemic. According to Statista (2023), the industrial robot market will be worth 10.41 billion US dollars in the next five years.

In the first issue of 2025, MEGA Tech presented the trends and advancements of industrial robots that will play a key role in the manufacturing sector in the future: humanoid robots powered by AI.

New AI-Powered Humanoid Robots

AI, or artificial intelligence, has revolutionized industrial robots, enabling robots to perform tasks that previously relied on humans. AI enables industrial robots to automate difficult tasks such as welding, assembly, and inspection, enabling the manufacturing to increase accuracy and reduce human errors.

AI can also help with predictive maintenance to reduce downtime. It’s capable of adapting to changing tasks in flexible manufacturing environments, improving supply chain management efficiency by analyzing real-time data.

Famous industrial robots include Delta robots, which are used for fast pick-and-place operations in the food, pharmaceutical, and electronics industries, Articulated robots which are the most common industrial robots in manufacturing, logistics, foods, and agriculture, and Humanoid robots are designed to replace human workers in environments such as factories and logistics.

An interesting success in implementing AI in industrial robots is KUKA, which offers solutions for various industries such as automotive and aerospace manufacturing, by integrating the AI ​​ChatGPT into robot programming.

“Programming robots is still a task reserved for experts,” says Roland Ritter, Program Manager of the KUKA Simulation Platform. “That’s why we are developing an AI Chatbot that translates human voice commands into programming language or code. The AI ​​model then generates the code that allows the robot to perform the desired actions, such as picking up a part one by one and placing it in a U shape on a table”. The AI ​​model is then trained by all available robot programs. In the next step, KUKA is now delivering the AI ​​chatbot to their customers, so they can use their voice to command the robots instead of programming them.

Previously, engineers had to write programs to tell the robot to perform each step of the desired tasks. But at DeepMind, a subsidiary of Google in London, says that they no longer need to write commands or programs. These humanoid robots learn soccer skills by themselves. From the beginning, they just run after the ball like a six-year-old boys playing soccer for the first time. They eventually learn how to dribble the ball past opponents to score goals. The human command to these robots is simply a single sentence: “Score as many goals as possible.”

Humanoid robots, New Coworkers

Finding people to fill in manufacturing and logistics jobs is a big challenge. “There are millions of open jobs in the United States that are not filled,” says Peggy Johnson, CEO of Agility Robotics. That’s where Agility’s humanoid robot “Digit” comes in. It’s been trained by AI to do the job, and Digit is currently working at a number of logistics companies, including Amazon. “Agility is the first company to put a humanoid robots to work and they actually get paid for it,” Johnson says. The company estimates that each robot could return its investment in less than two years. While Digit currently works in fence-protected area for human safety, she hopes to have them working shoulder-to-shoulder with humans by the end of 2025.

Digit is a robot has two arms and moves on two legs like a human. It features 16 degrees of freedom (DOF) (legs: 5 DoF x 2, arms: 3 DoF x 2), making it able stand up from the ground, lift boxes of up to 16 kg (30 lb). It is powered by a Lidar sensor, four Intel RealSense depth-sensing cameras, an absolute encoder, and dual multithreaded Intel i7 CPUs. It’s powered with a custom-designed 1.2 kWh lithium polymer battery. The main structure are made of aluminum, thermoformed polycarbonate, and carbon fiber composite.

Digit was launched in 2019. Agility’s Oregon manufacturing facility will be producing at a pace of 10,000 units per year to meet the urgent demand for industrial robots in the United States.

Amid concerns that robots will take away jobs from human. Johnson explains that “robots won’t take over jobs, they’ll take over the workload.” This means that human workers will be doing less of the physical work but more of the brain and managerial work. Back to a few years ago, you can imagin a line of workers sitting beside conveyor belt to manually assemble parts, and there is a supervisor to supervise these workers. Down the road, these workers will be replaced by robots, and the human workers will be responsible for supervising the robot fleets instead.

Article by: Asst. Prof. Suwan Juntiwasarakij, Ph.D., Senior Editor & MEGA Tech

新型コロナウイルス感染症の発生以来、産業用ロボットは世界中で着実に実用化が進んでおり、労働力不足が継続的に成長し続けていることが、 Statistaウェブサイトのデータ（２０２３年）によると、５年先、世界の産業用ロボット市場は１０４億１０００万ドルに達すると予想されます。

２０２５年の創刊号では、MEGA Techは近い将来製造業を担う産業用ロボット、すなわちAI技術の進歩を活用して人型ロボットの開発・高度化の動向をご紹介したいと思います。

AIを搭載した新しいロボットの革新

AIまたは人工知能は、産業用ロボット業界に革命をもたらし、人間がやってきたさまざまなタスク　をロボットが代わりに遂行できるようになっています。AI によって産業用ロボットを溶接、組み立て、検査などの複雑な作業を自動的に正確かつ効率的に実行できるようになり、高精度の向上かつ人的エラーを削減することができます。

また、AIを導入することで、柔軟な生産環境で変化するタスクに適応でき、例えば設備の異常を事前に予知する等の設備保全によってダウンタイムを削減できる。リアルタイムなデータ解析を通じてサプライ チェーン管理の最適化に役立ちます。

例：産業用ロボット有名なものには、DELTAロボットが医薬品からエレクトロニクスや食品産業に至るまで様々な業界で使用されています。多関節ロボットは、製造、物流、食品、農業などの分野で最も一般的な産業用ロボットです。ヒューマノイド（人型ロボット）は、異なる環境・工場や物流などの条件下で労働者の代替として機能するように設計されているロボットです。

産業用ロボットにおける興味深いAIロボット活用例は、KUKAという会社です。 製造、自動車、航空宇宙、防衛などの様々な業界にソリューションを提供できるように、生成AIを活用しChatGPTと組み合わせて適切な仕様にロボットプログラミングすることが可能です。

「ほとんどのロボットプログラミングする仕事は依然として熟練者や専門家の仕事だけです」と、シミュレーションプラットフォーム プログラムマネージャーのローランドリッター氏は述べています。 KUKA は次のように述べています。「これが、人間の音声コマンドをプログラムコードに変換するAIチャットボットを独自に開発している理由です。 AIモデルは、ワークピースを 1つずつ拾い上げてテーブル上にU字型に配置するなど、ロボットが目的の動作を実行できるようにするコードを作成します。 AIモデルは利用可能なすべてのロボットプログラムを使ってトレーニングされます。次のステップに、 KUKAはこのAIチャットボットをロボット ユーザーのお客様に提供し、従来のプログラミングの代わりに自分らの音声を使用することによって、ロボットプログラミングが最短の時間で実現にします。

以前は、ロボットに特定のステップを実行するよう命令するプログラムを作成するエンジニアによる対応が欠かせないものでしたが、ロンドンにある Google の子会社であるDeep Mindでは、コマンドやプログラムを作成する必要がなくなりました。このサッカーロボットは、独自の動作スキルを学習できます。初めてサッカーをする6歳児のように、最初からボールを追いかけ、時間が経つにつれて、ゴールを決めるためにドリブルして相手を避ける方法やスキルを学びます。今度、人間からロボットに対する命令は、「できるだけ多くのゴールを決めなさい」という一文に短縮されました。

【未来の職場】人型ロボットが同僚になる日は近い

工場、生産、物流で働く労働者を見つけるのは非常に困難です。アジリティ・ロボティクスのCEO、ペギー・ジョンソンは「現在、アメリカでは100万件以上の求人があり、未だに働き手が見つからない』と述べました。ここはDigit （桁） 機敏性を備え、 AIによって訓練されて仕事の動作を可能とする人型ロボットが誕生した場所だという。 現在、Digitは多くの物流サービス会社で働いています。 アマゾンのジョンソン氏も「アジリティーは、実際に仕事をすることで報酬を得る人型ロボットを導入した最初の企業であり、ロボットは2年以内に利益を得ることができると見積もっています。 今のDigitは依然として人間の安全を守るためのフェンスの中で作業するが必要ですが、2025年末までに人型ロボットが人間と一緒に作業できるようになることを望んでいる」と述べました。

Digitは人間のように2本の足と2本の腕で動くロボットです。 自由度 （ DOF ）16 （脚: 5DoF x 2、腕: 3 DoF x ２） 床から立ち上がり、ボックスを持ち上げることができ、最大１６kg の重量をサポートできます。Lidarセンサーで動作し、深度を測定できる４台のIntel RealSense製のカメラを使用します。アブソリュートエンコーダ、 2 つのマルチスレッド Intel i7 CPU を使用して処理されます。専用設計の1.2kWhリチウムポリマーバッテリーを採用する。主な構造材料はアルミニウム、熱成形ポリカーボネートと炭素繊維複合材です。

アジリティは、2019年にDigitを発売し、オレゴン州のDigiロボット工場は米国の緊急ロボット ニーズを満たすために、年間１００００台のロボットを生産できるようになりました。

ロボットが人間の労働者の仕事を奪うのではないかとの懸念がある中、ジョンソン氏はこう説明する「ロボットが仕事を奪うことはなく、負荷を奪うに過ぎない」つまり、人間の従業員が物理的な労働の仕事で働く必要がなくなり、頭脳とマネジメントスキルを使う仕事のみをするということです。何年も前に戻ってみると、生産ラインで人間の従業員が並んで座ってコンベアに運ばれたワークピースを組み立る作業を将来的に、ロボットは部品を組み立てる従業員の代わりになり、働いているロボット群を監督するのが人間とするイメージを想像してみてください。

Article by: Asst. Prof. Suwan Juntiwasarakij, Ph.D., Senior Editor & MEGA Tech