Телеканал CNBC представил детальный разбор новой роботизированной системы Vulcan от компании Amazon, которая обещает изменить представление об автоматизации складской логистики. В отличие от своих предшественников, этот робот обладает физическим интеллектом и способностью «чувствовать» предметы, к которым прикасается. Разработчики во главе с бывшим инженером NASA изучают потенциал системы на гигантском складе в Спокане, пытаясь найти баланс между повышением эффективности процессов и сохранением человеческого штата.
🤖 Робот с чувством осязания: новое слово в автоматизации Amazon 0:02
Новый робот Vulcan внешне совершенно не похож на человека и не имитирует его движения, однако он успешно выполняет работу, которую до сих пор на складах Amazon могли делать только люди — раскладывает тысячи разнообразных товаров по ячейкам. Разработчики стремятся наделить Vulcan физическим интеллектом (physical AI), воссоздавая удивительные возможности человеческой руки. В то время как предыдущие поколения складских роботов полностью полагались на камеры, Vulcan стал первым роботом Amazon, способным осязать предметы. Это позволяет ему обрабатывать гораздо больше типов грузов, безошибочно выбирая и размещая их на полках.
До появления Vulcan компания Amazon уже активно внедряла роботизированные манипуляторы:
- Роботы Cardinal, Robin и Sparrow перемещают товары и посылки на объектах компании с 2021 года.
- Большинство этих систем используют исключительно камеры для распознавания и вакуумные присоски для захвата предметов.
Главный создатель Vulcan Аарон Парнест (Aaron Parnest) до прихода в Amazon в 2019 году провел 10 лет, разрабатывая робототехнику для космических программ в Лаборатории реактивного движения NASA (JPL). Он признается, что поначалу сама идея создания такого робота казалась ему невыполнимой. Когда один из недавних выпускников аспирантуры попытался заставить робота укладывать вещи в тканевые ячейки, Парнест подумал, что реальный мир быстро проучит наивного новичка. Однако команде удалось создать уникальный захват со специальным датчиком, измеряющим силу в трех направлениях, что полностью изменило мнение руководителя проекта.
⚙️ Архитектура системы и применение генеративного ИИ 3:11
С технической точки зрения Vulcan представляет собой сложную трехкомпонентную систему, интегрированную в общую логистическую цепь:
- Портал (gantry): Подвижная роботизированная конструкция, перемещающаяся по горизонтали и вертикали. Она забирает товар с конвейера, куда его помещает сотрудник, и переносит на буферную стену в ожидании команды.
- Устройство ориентации (squash turner): Круглый пенопластовый диск, который разворачивает предмет нужной стороной. Это необходимо, например, для книг, чтобы их названия были обращены наружу.
- Умный захват (gripper): Финальный элемент системы, оснащенный встроенными конвейерными лентами для продвижения товара вперед и назад, а также датчиком силы на оси сжатия.
Благодаря ИИ-датчику давления робот понимает разницу между объектами: он не станет сжимать пачку конфет Skittles с той же силой, что и тяжелый учебник по физике. По мнению экспертов, такая технология точной регулировки давления и крутящего момента до сих пор не находила коммерческого применения в робототехнике.
Помимо осязания, Amazon задействует генеративный ИИ для прогнозирования поведения предметов и оптимизации пространства:
- Алгоритмы предсказывают, как поведет себя вещь при сжатии — например, сожмется ли футболка по сравнению с шаром для боулинга.
- ИИ рассчитывает доступное место в ячейке и подбирает идеальный предмет для максимального заполнения пространства, что напоминает игру в «Тетрис».
Благодаря этим технологиям Vulcan способен обрабатывать до 75% из 1 миллиона уникальных товаров, находящихся на складе в Спокане. Для сравнения, роборука Sparrow справляется лишь с 60% ассортимента, а Robin и Cardinal могут манипулировать только готовыми коробками и посылками.
🏭 Масштаб инфраструктуры и полевые испытания 1:25
Испытания системы проходят на гигантском складе Amazon в Спокане, штат Вашингтон, площадь которого составляет 2,6 миллиона квадратных футов. Здесь трудятся 2500 штатных и внештатных сотрудников, которые еженедельно обрабатывают около 3,5 миллионов отправлений. Им помогают тысячи машин: только мобильных платформ (drive units), перевозящих высокие желтые стеллажи, насчитывается около 5000 штук. По заявлению Amazon, в глобальном масштабе роботы участвуют в обработке 75% всех заказов.
На данный момент Vulcan развернут всего на двух объектах компании: в Спокане и в Гамбурге (Германия). В общей сложности система обработала около полумиллиона заказов. Разработка Vulcan заняла 3 года, а команда проекта выросла до 250 человек. Финансовую стоимость проекта в Amazon раскрывать отказались, но Аарон Парнест подчеркивает, что проект открывает огромные коммерческие возможности за счет снижения издержек и ускорения доставки. В то же время, масштабы Vulcan пока скромны на фоне старых систем: например, роботы Robin к текущему моменту отсортировали уже около 4 миллиардов посылок.
💼 Экономика автоматизации: почему «тёмные склады» отменяются 6:38
Vulcan работает примерно с той же скоростью, что и человек, но ему не нужен отдых — робот способен функционировать до 20 часов в сутки, прерываясь лишь на техническое обслуживание. Это поднимает закономерный вопрос: почему бы полностью не заменить людей машинами? По мнению Аарона Парнеста, создание стопроцентно автоматизированного предприятия сопряжено с колоссальными рисками. Если сложная система сломается, остановится абсолютно весь процесс. Устранение последнего человека из цепочки — слишком дорогой, разрушительный и неоправданный шаг. Руководитель проекта убежден, что добиться 100% автоматизации процессов размещения и отбора товаров силами Vulcan попросту невозможно.
Будущее антропоморфных роботов
В 2023 году Amazon объявила о тестировании гуманоидного робота Digit от Agility Robotics для перемещения контейнеров. Однако, как отмечают журналисты CNBC, до массового внедрения Digit еще очень далеко. По мнению Парнеста, роботы не должны быть ограничены человеческой формой, ведь колеса или фиксированные платформы зачастую эффективнее ног. Ценность Vulcan заключается не во внешнем виде, а в способности работать в условиях высокой плотности и беспорядка благодаря осязанию.
Эксперты в области автоматизации сходятся во мнении, что концепция полностью автономных «тёмных фабрик» и складов (dark warehouses), работающих без людей и освещения, осталась в прошлом. Человек обладает уникальной гибкостью, и современные инженеры думают о том, как внедрить роботов в помощь людям, а не как сделать фабрику полностью «темной».
Тем не менее, среди рядовых сотрудников есть и иные взгляды. Так, кладовщик Дэниел Деио (Daniel Deio), работающий в Amazon более 11 лет, выразил уверенность, что под давлением потребительского спроса склады будут полностью автоматизированы уже в ближайшие 10 лет.
Главный экономический эффект (ROI) от внедрения таких роботов, как Vulcan, заключается вовсе не в сокращении персонала, а в минимизации ошибок:
- Расходы на возврат товаров чрезвычайно высоки для ритейлера.
- Частая причина возвратов — человеческий фактор, когда в коробку по ошибке упаковывают не ту вещь.
- Роботизированный контроль осязания позволяет существенно сократить эти издержки.
🛡️ Безопасность, эргономика и трансформация рабочих мест 8:34
Скорость движения Vulcan требует жестких мер безопасности, поэтому робот работает за специальным ограждением. В то же время мобильные платформы перемещаются в общей зоне с людьми. Для защиты персонала сотрудники, включая Кэрри Фрейхус Харди (Carrie Freighus Hardy), носят специальные жилеты, излучающие радиосигналы. Роботы считывают эти сигналы и QR-коды на полу, замедляясь при приближении к человеку. Скорость движения стеллажей высока, и столкновение с ними чревато серьезными травмами.
Одной из ключевых задач Vulcan является улучшение эргономики труда:
- Робот берет на себя заполнение самых верхних и нижних полок, где сотрудникам приходится постоянно нагибаться или тянуться вверх.
- Людям остается так называемая «энергетическая зона» (power zone) на уровне груди и пояса, что снижает риск травм от повторяющихся движений.
- Amazon исторически сталкивался с критикой из-за высокого уровня травматизма на своих складах, хотя руководство заявляет о значительном улучшении ситуации. В планах компании — довести долю роботизированной укладки на неудобных верхних уровнях до 100%.
Параллельно Amazon инвестирует огромные средства в переобучение персонала. За последние 5 лет компания потратила более 1,2 миллиарда долларов на бесплатные программы повышения квалификации для 350 тысяч сотрудников. Новые рабочие места будут создаваться в сфере обслуживания, ремонта и установки роботов. По мнению руководства, это увеличит долю интересного интеллектуального труда и снизит количество грязной и опасной работы.
Сотрудница Кэрри Фрейхус Харди за 16 месяцев работы в компании прошла путь от сборщика до оператора, помогающего роботам при сбоях. Она отмечает, что роботы не заменят людей в ближайшие десятилетия, а автоматизация скорее открывает новые перспективы карьерного роста. Хотя на текущей позиции её зарплата не выросла, Amazon предлагает бесплатную программу обучения мехатронике и робототехнике, успешное окончание которой обычно гарантирует прибавку к зарплате около 40%. Примером такой трансформации служит новый фулфилмент-центр в Луизиане: роботов там в 10 раз больше, чем в Спокане, штат сотрудников остался прежним (2500 человек), но доля высококвалифицированных технических должностей выросла на 30%.
