Hisashige Tanaka, salah satu pendiri
Toshiba, dikenal sebagai "karakuri giemon", sang jenius dalam hal
mekanis. Automata-nya, cikal bakal dari robot, melakukan gerakan kompleks —
seperti "Yumihikidoji" yang terkenal, seorang anak laki-laki pemanah yang
memasang panah ke busurnya dan menembakkannya ke sasaran. Penemuan ini telah
lama menjadi sumber kehidupan Toshiba, dan mungkin menjelaskan minat perusahaan
dalam menciptakan robot-robot baru selama masa sejarah panjangnya.
Di zaman karakuri giemon, automata adalah sumber kekaguman dan hiburan, tetapi robot saat ini menjawab kebutuhan masyarakat. Mereka harus mampu untuk melakukan sesuatu, memberikan solusi.
Kita sekarang berada di dalam 20 tahun abad ke-21. Jenis "karakuri" atau mekanik kreatif seperti apa yang telah disiapkan Toshiba untuk menjawab berbagai kebutuhan masyarakat modern?
Robot dengan intelegensi tinggi dan tempat baginya di dunia
Salah satu tantangan masyarakat di Jepang adalah kekurangan tenaga kerja. Populasi pekerja menyusut, dan dalam beberapa tahun terakhir, kekurangan tenaga kerja telah menjadi masalah sosial yang serius. Meskipun banyak industri menghadapi masalah serupa, industri logistik sangat terpukul. Istilah seperti "keruntuhan logistik" mengingatkan akan suatu skenario kejatuhan sosial, dan jelas bahwa ini adalah masalah yang harus ditangani secepat mungkin.
Toshiba telah mengembangkan berbagai robot untuk memenuhi kebutuhan industri manufaktur, distribusi, dan logistik. Pada tahun 1967, lebih dari setengah abad yang lalu, Toshiba mengembangkan perangkat pembaca dan penyortiran kode pos otomatis — yang pertama di dunia. Mesin ini, disesuaikan dengan sistem kode pos yang akan diterapkan di Jepang pada tahun berikutnya, memekanisasi proses pra-penyortiran yang telah dilakukan dengan tangan selama bertahun-tahun, dan membantu mendukung pembangunan Jepang selama periode pertumbuhan ekonomi yang tinggi di negara tersebut. Toshiba membanggakan pangsa pasar yang tinggi di bidang ini hingga hari ini.
Perangkat pembacaan dan penyortiran kode pos tulisan tangan otomatis pertama di dunia, diumumkan pada tahun 1967
Perangkat pembaca dan penyortiran kode pos ini memekanisasi suatu proses dimana kebutuhan akan manusia untuk melihat alamat pengiriman, dan menyortir email secara manual menjadi tergantikan. Dan juga dalam melakukannya, dia meningkatkan efisiensi secara keseluruhan. Mesin tersebut juga jauh lebih cepat dari tenaga manusia, dan dapat beroperasi dengan waktu henti yang minimal. Namun, dalam hal keseluruhan pekerjaan yang dilakukan untuk mengirimkan surat kepada orang-orang — mengirim surat ke alamat yang benar, campur tangan manusia masih diperlukan.
Robot telah diimplementasikan dengan cara serupa di industri manufaktur, distribusi, dan logistik untuk mengotomatiskan berbagai proses. Jadi mengapa kita masih melihat pembicaraan tentang "keruntuhan logistik"? Jawabannya adalah bahwa jenis “keruntuhan logistik” ini secara langsung didasarkan pada kekurangan tenaga kerja yang terus meningkat. Dengan kata lain, untuk mengatasi masalah ini, kami memerlukan otomatisasi proses berskala besar yang tidak dapat kami otomatisasi di masa lalu — otomatisasi dari proses-proses yang sebelumnya kami yakini harus dilakukan oleh manusia.
Apa yang akan terjadi saat robot mengambil alih pekerjaan manusia?
Jika ada satu hal yang robot industri telah kuasai, itu adalah mengulangi proses yang sama berulang kali. Apa yang mereka kurang mampu adalah mengubah apa yang mereka lakukan berdasarkan keadaan dan lingkungan yang berbeda. Ini karena robot tidak memiliki kemampuan yang sama dengan manusia. Meskipun mereka dapat beroperasi dalam parameter tertentu yang ditentukan, mereka tidak dapat memilih metode yang paling efisien untuk melakukan sesuatu dalam menghadapi serangkaian skenario yang terus berkembang. Mereka tidak bisa menangani pekerjaan yang tidak teratur.
Agar dapat membuat robot mampu melakukan pekerjaan yang tidak teratur ini, kita harus membuat robot cerdas — robot yang bisa "melihat", "berpikir", dan "bertindak".
Dalam istilah yang lebih konkret, robot harus "melihat" melalui teknologi pengenalan gambar, "berpikir" melalui teknologi perencanaan gerak, dan "bertindak" melalui teknologi kontrol.
Robot-robot ini juga akan bekerja lebih dekat dengan manusia daripada sebelumnya, dan oleh karena itu semua teknologinya harus didukung oleh teknologi keselamatan untuk melindungi manusia di sekitar mereka.
Manusia terus-menerus “membaca” lingkungan sekitarnya melalui indra mereka. Untuk membuat robot yang memiliki kesadaran situasional yang sama, kita membutuhkan teknologi pengenalan gambar tingkat tinggi.
Misalnya, jika anda ingin robot dapat mengambil kotak tertentu dari tumpukan yang berantakan di antara kotak dengan ukuran berbeda, anda perlu melengkapinya dengan teknologi segmentasi seketika, yang akan memungkinkannya untuk secara akurat membedakan jenis benda-benda yang ada dan bagaimana mereka ditempatkan. Toshiba membanggakan tingkat perkiraan akurasi tertinggi di dunia dalam teknologi segmentasi instans1.
Toshiba telah mencapai tingkat estimasi akurasi tertinggi di dunia sehubungan dengan teknologi segmentasi seketika1
1: V. Pham dkk. “BiSeg: Segmentasi Instance Simultan dan Segmentasi Semantik dengan Jaringan Konvolusional Penuh”. Prosiding Konferensi Visi Mesin Inggris 2017
Dengan teknologi pengenalan gambar ini, robot memperoleh informasi yang dibutuhkannya untuk "bertindak", untuk memanfaatkan teknologi kontrolnya.
Robot sejauh ini telah "menelusuri" (mengenali) penanda yang digambar di atas rel atau di tanah untuk bergerak secara akurat. Teknologi pengenalan gambar ini, bagaimanapun, akan memungkinkan robot untuk membandingkan posisi mereka saat ini dengan posisi dasar standar, memungkinkan mereka memperkirakan lokasi mereka sendiri dan bergerak dengan bebas dan akurat bahkan di area tanpa rel atau penanda. Ini adalah fungsi penting agar robot dapat mengetahui jalur optimal ke tempat tertentu sendiri. Bisa dibilang, dalam hal ini, teknologi pengenalan gambar mencoba melakukan apa yang dilakukan mata untuk manusia pada robot.
Robot dapat memperkirakan lokasinya sendiri menggunakan teknologi pengenalan gambar; gambar yang mereka "lihat" digunakan untuk memperkirakan lokasi mereka sendiri, sehingga menghilangkan kebutuhan akan rel atau penanda
Tujuan dari teknologi perencanaan gerak adalah agar robot menggunakan informasi yang mereka peroleh melalui teknologi pengenalan gambar untuk "berpikir" dan kemudian "bertindak" untuk diri mereka sendiri. Ketika kita mengambil sesuatu dari kotak, kita berpikir tentang di mana benda itu, seberapa besar, seberapa beratnya, dan bagaimana kita bisa menggerakkan tangan kita sehingga kita bisa mengambilnya tanpa tangan kita membentur benda lain. atau bagian dalam kotak.
Demikian pula, harus ada cara bagi robot untuk merencanakan gerakan mereka — bagaimana mereka harus menggerakkan lengan robot, apakah mereka dapat mengambil objek tanpa merusak benda lain. Sampai sekarang, keputusan ini dibuatkan bagi mereka oleh manusia. Namun, dengan teknologi perencanaan gerakan, tujuannya adalah agar robot "berpikir" sendiri dengan menggunakan informasi yang mereka peroleh, dan kemudian membuat rencana sendiri. Agar robot dapat membuat rencana gerak yang ideal, mereka perlu mengambil informasi yang mereka peroleh dari teknologi pengenalan gambar, menjalankan serangkaian simulasi melalui model simulasi komputer, dan membuat apa yang dianggap sebagai rencana terbaik.
Setelah rencana gerak dibuat, langkah selanjutnya adalah "bertindak" atas itu. Untuk ini, mereka membutuhkan teknologi kontrol. Pada manusia, ini akan menjadi kemampuan yang dibutuhkan untuk bergerak dengan cara yang terampil.
Di sini, di Toshiba, kami percaya bahwa lengan robot, misalnya, perlu melakukan lebih dari sekadar bergerak persis seperti yang ditentukan dalam simulasi agar dianggap terampil.
Misalnya, ketika meletakkan kotak di dalam wadah, kita sebagai manusia cenderung menempatkan kotak di dekat tepi wadah. Untuk melakukan itu, kami memeriksa untuk melihat di mana tepi wadah, lalu menempatkan kotak di suatu tempat dalam kisaran itu. Kemudian, kita letakkan kotak itu ke arah “dinding” bagian dalam wadah, dan mengistirahatkan tangan kita hanya setelah kita merasakan kotak itu bersentuhan dengan dinding, dan kita tahu bahwa kotak itu sekarang ditempatkan di tepi wadah. Untuk jenis pekerjaan yang dilakukan manusia secara alami ini, lengan robot membutuhkan teknologi untuk melakukannya agar bisa dianggap terampil.
Dengan kata lain, untuk bergerak dengan terampil, mereka harus dapat mendeteksi kontak antara kotak dan dinding melalui sensor gaya yang dipasang pada lengan robot.