Sú doterajšie spôsoby ochrany ako ploty a svetelné závory už prekonané a v blízkej budúcnosti ich nahradia systémy spracovania obrazu?
T. Bömer: Súčasné prostriedky ochrany sú prirodzene stále aktuálne. Tendencia zakomponovať tretiu dimenziu je však očividná. Dôležitú úlohu v tomto prípade zohrávajú faktory ako hospodárnosť a flexibilita.
R. Frank: Zákazníci si želajú ďalší nástroj, aby mohli lepšie realizovať svoje aplikácie. Popri svetelných závorách, laserových skeneroch a iných bezpečnostných prvkoch je technológia spracovania obrazu rozhodne téma, ktorá bude získavať na dôležitosti. Svetelné závory a mreže však majú v priemysle naďalej svoje opodstatnenie.
J. Leibinger: Dnešné kamerové systémy sú podobne nové ako laserové skenery a mreže pred piatimi až ôsmimi rokmi. Každopádne, aj o desať rokov sa bežne budú vyskytovať realizácie s robotmi, okolo ktorých bude postavený plot.
Aké sú výhody bezpečnostných systémov spracovania obrazu?
R. Frank: Na jednej strane môžu zákazníci variabilnejšie reagovať, keď v aplikácii často dochádza k zmenám a je potrebné vymieňať časti strojných zariadení. Na druhej strane je možné simultánne monitorovať viacero oblastí, pretože spracovanie dát je možné realizovať výrazne komplexnejšie. Ochranné zóny sú s 3D systémami spracovania obrazu podstatne lepšie realizovateľné ako s doterajšími bezpečnostnými systémami. V niektorých typoch aplikácií sa k tomu pridáva ešte aj faktor nákladov a produktivity.
T. Bömer: Vízia budúcnosti je taká, že keď sa do procesu zahrnú isté výrobné prostriedky ako napr. palety a pod., nepotrebujem kvôli tomu inštalovať ďalšie senzory a systém spracovania obrazu si s tým poradí. Navyše, v prípade zásahu bezpečnostného systému a odstavení strojného zariadenia, viem s takýmto systémom vyhodnotiť uložené obrazové dáta, čo zároveň znamená, že dnes sa takéto informácie stávajú automaticky predmetom adekvátnej ochrany dát.
R. Frank: Ďalšou možnosťou je silnejšia interakcia s koncovým používateľom. Jeden náš zákazník v tejto súvislosti vyslovil slovné spojenie „virtuálny vypínač“. Tým sa dá obsluhe k dispozícii istá voľnosť pri ovládaní strojného zariadenia, ktorú bežnými systémami nie je možné realizovať.
J. Leibinger: Skutočný úžitok spočíva vo flexibilite realizácie konkrétnej aplikácie. Ochranný plot má svoje ukotvenia pevne primontované k podlahe a nie je tu možná žiadna flexibilita. Svetelné mreže sú spravidla takisto staticky inštalované. S 3D kamerovými systémami viem v závislosti od úrovne bezpečnosti v procesnej bunke vytvárať, meniť, zakomponovať alebo naopak vylúčiť dynamické ochranné zóny.
T. Bömer: Miesto stojí peniaze. Zabezpečenie aplikácie laserovým skenerom si v súčasnosti vyžaduje dodržanie normou stanovených bezpečnostných odstupov. Systémy rozpoznávajú osoby vo výške nôh a dokážu zachytiť vystretú ruku smerujúcu do nebezpečnej zóny. Pokiaľ budeme mať v budúcnosti kamerové systémy schopné rozpoznať vďaka svojmu rozlíšeniu ruky a predlaktia, docielime úsporu miesta a tým dosiahneme aj ekonomický efekt.
Kde sa kamerové systémy v súčasnosti používajú?
R. Frank: Vidieť sa dajú v strojárstve, automobilovom a leteckom priemysle. Konkrétne aplikácie sú často na dokončovacích staniciach, kde nie je automatizácia prostredníctvom súčasných systémov takmer vôbec realizovateľná. Iné využitie je v aplikáciách vykrajovania kartónov. Je tam veľa automatických ale ešte stále aj manuálnych staníc. Tu má 3D monitorovanie tú výhodu, že sa nie je možné dostať poza ochranu a riskovať úraz, ako tomu bolo možné pri 2D skenerovom monitorovaní.
Aký význam bude mať v budúcnosti priama spolupráca medzi robotom a obsluhou?
T. Bömer: Vývoj sa dnes sústreďuje predovšetkým na malé manipulačné roboty, na ťažké priemyselné roboty menej. V zásade sú to procesy montáže, pri ktorých má zmysel spolupráca medzi človekom a robotom.
J. Leibinger: Keď je dnes reč o robotoch, spravidla máme na mysli komplexnú automatizáciu procesu. Tá sa musela zrealizovať za plotom. Spolupráca ľudí a robotov by mnohé veci uľahčila. V súčasnosti je stále veľa pracovných miest, ktorá z rôznych dôvodov prebiehajú na čisto manuálnej báze. Ozýva sa však čoraz viac hlasov, ktoré z kvalitatívnych alebo ergonomických dôvodov vidia výhody v kooperácii človeka s robotom. Tento segment robotiky určite porastie. V konečnom dôsledku sa však nie každá aplikácia bude dať zabezpečiť prostredníctvom kamerového systému.
Koľko robotických pracovísk bude mať v budúcnosti zabezpečenie na báze kamier?
J. Leibinger: Implementácia kamery dáva zmysel v aplikáciách, kde sú potrebné roboty s veľkou nosnosťou a nie tie, ktoré sú vyvinuté pre jemnú kooperáciu. Aplikácie, ktoré by sa dali spoluprácou s človekom vyriešiť lepšie ako plnoautomaticky, si určite nájdu uplatnenie v robotickom odvetví.
R. Frank: Spracovanie obrazu v bezpečnej automatizácii je ešte stále na začiatku. Na trhu je zatiaľ málo kamerových systémov, ktoré disponujú potrebnou úrovňou bezpečnosti. Treba ešte popracovať na tom, aby bolo možné dynamickejšie navrhovať aplikácie v tejto oblasti. Celkovo je potrebné silnejšie splynutie komponentov z robotiky a senzoriky prostredníctvom špecifických rozhraní, aby sa dalo realizovať výrazne viac aplikácií.
T. Bömer: Nesmieme mať však na pamäti iba priemyselnú sféru. Veľa sa toho udeje aj v segmente robotiky poskytujúcej služby. Ide nielen o stacionárne roboty v tradičných oblastiach. Do pozornosti sa dostávajú automatické dopravné prostriedky bez nutnosti prítomnosti vodiča, sčasti v prevádzke vo verejnej sfére ako napr. v nemocniciach. Tu sa už angažuje pracovná skupina Nemeckého zväzu inžinierov a jej posolstvo je jasné – 3D je nevyhnutnosťou.
Vylučujú sa navzájom pri týchto systémoch vlastnosti ako bezpečnosť a rýchlosť?
T. Bömer: Z môjho pohľadu ako zástupcu poskytovateľa úrazového poistenia a zároveň zástupcu odborných združení vnímame samozrejme aj tento problém. Na univerzite v Bonne bola nedávno zverejnená jedna práca, ktorá sa venuje téme zvýšeného stresu pri rýchlych robotoch. Ak napríklad robot mení počas svojej činnosti pracovnú dráhu a pracovník nevie, kam ide, evidentne to zvyšuje jeho stres. Hovoríme tu o psychickom ohrození. Pracovné miesto musí mať vždy takú organizáciu, aby k takejto situácii nedošlo. Vidím aj iný konflikt a síce medzi bezpečnosťou a dostupnosťou. Ten môže vzniknúť pri vysokom dátovom toku spracovania 3D záberov.
Ako vidíte potenciál bezpečnostných systémov spracovania obrazu v najbližších piatich rokoch?
T. Bömer: Sme ešte len na začiatku.
R. Frank: V našej firme Pilz sa domnievame, že bezpečné spracovanie obrazu má potenciál. Popri 3D kamerovom systéme máme k dispozícii aj iný systém, ktorý je z hľadiska dostupnosti dokonca lepší ako porovnateľné konkurenčné riešenia. Vo všeobecnosti však bude narastať dopyt po bezpečnostných systémoch spracovania obrazu a to z dôvodu narastajúcich požiadaviek trhu, popri zvyšujúcej sa produktivite a nových výrobných technológiách najmä v oblasti ergonómie.
J. Leibinger: Myslím, že tieto systémy sú momentálne zastúpené na trhu v malej miere. Každý rok sa celosvetovo inštaluje približne 100 000 nových robotov a len malá časť z nich je vybavená takýmto systémom. To sa v budúcnosti dramaticky zmení. Toto tvrdenie však platí iba pre malé manipulačné systémy, ktoré doposiaľ pracujú úplne s inými bezpečnostnými princípmi ako s kamerami a pre veľké systémy, pri ktorých sú kamery jediným riešením na zabezpečenie dostatočnej ochrannej zóny medzi robotom a človekom. Bezpečnostné systémy spracovania obrazu doteraz brzdilo prostredie štandardizácie bezpečnosti robotov. Koncom tohto roka by mal vyjsť materiál, v ktorom by mali byť formulované konkrétne špecifikácie v súvislosti so spracovaním obrazu vrátane princípu dodržiavania bezpečného odstupu. Paralelne s produktom vyvíjame štandard. Za normálnych okolností je štandardizácia jednoduchšia. Skutočnosť, že už šesť rokov pracujeme na nejakom štandarde, ukazuje potrebu a záujem na jeho vytvorení.
Vidíte nejaké prekážky, ktoré môžu brániť nasadeniu systémov spracovania obrazu?
R. Frank: Pokiaľ majú byť aplikácie vytvárané flexibilnejšie a dynamickejšie, musia byť jednotlivé komponenty silnejšie previazané, t.j. musí prebiehať výmena dát medzi komponentmi ako roboty, riadenie a senzory. Konkrétna aplikácia sa dá až potom vytvoriť flexibilnejšie.
T. Bömer: Bezpečný kamerový systém musí byť výkonný. Dnes sú k dispozícii bezpečnostné svetelné mreže s reakčným časom na úrovni milisekúnd. Dosiahnuť takéto hodnoty s kamerovým systémom nebude jednoduché. Vo všeobecnosti sú požiadavky nasledovné – reakčný čas v milisekundách, rozpoznanie častí ľudského tela a cena na úrovni súčasných bezpečnostných riešení. Hardvér je čoraz výkonnejší. Nedávno sme si zaobstarali bezpečnostné prevádzkové systémy úrovne SIL4.
J. Leibinger: Dnes máme na jednej strane senzorické systémy a na druhej strane roboty. Ak je tam umiestnená svetelná mreža, vedie k nej dvojkanálové digitálne vedenie. Svetelná mreža reaguje relatívne rýchlo a prenos dát je takisto pomerne jednoduchý. Teraz máme k dispozícii senzor, ktorý poskytuje informácie o polohe a vzdialenosti. Je zaujímavé sledovať, k čomu všetkému tieto informácie môžu slúžiť. V súčasnosti sa roboty väčšinou ešte stále pohybujú po predprogramovaných dráhach. To znamená, že ak sa robot náhodou na nejakú dráhu netrafí, musí pokračovať ďalej a pokiaľ mu stojí v ceste človek, musí zastaviť. To je realizovateľné aj s dnešnými riešeniami, ale za cenu vysokých nárokov na výpočtový výkon. Ak však chceme urobiť to, o čom ľudia snívajú, že ak stojí človek v ceste robotovi, ten je ho schopný obísť, potom potrebujeme systém, ktorý je schopný zmeniť plánovanú trasu na základe kamerových záberov a pri dodržaní bezpečnostných zón.
Čo si želáte do budúcnosti, aby bola táto téma ešte úspešnejšia?
T. Bömer: Z pohľadu bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci si želáme systémy, ktoré sú integrovateľné do súčasného pracovného prostredia, umožňujú flexibilnú výrobu a v každom ohľade sú bezpečné. Musíme nájsť odpoveď na otázku, či môže robot ľubovoľne rýchlo pracovať a predchádzať prípadným kolíziám prechodom na nepoznanú dráhu. Želám si čo najrýchlejšie systémy, ktoré vďaka dostatočnému rozlíšeniu dokážu rozpoznať ľudskú dlaň. Až potom môžeme pomýšľať na prípadný úspech.
R. Frank: Na jednej strane si prajem výkonný hardvér, aby bol schopný spracovávať náročné algoritmy. Ďalej si želám rozhrania, t.j. previazanie komponentov do jedného systému. A na záver si želám, aby koncoví používatelia využívali systémy spracovania obrazu rovnako ako iné bezpečnostné systémy.
J. Leibinger: Želám si trh aký máme teraz. Mnohí hovoria, že vytiahnuť robota spoza plota neprichádza vôbec do úvahy. Sú však už aj takí, ktorí sa zamýšľajú nad tým, čo všetko takáto technika dokáže. Zatiaľ ich je málo, preto je tento trh stále veľmi malý. Chce to ľudí, ktorí s tým chcú niečo urobiť, ale zároveň sú si vedomí takejto zodpovednosti. Vôľa chcieť získať skúsenosti s takouto novou technikou si vyžaduje konzervatívny prístup. To, čo teda najviac potrebujeme, sú ľudia, ktorí s ňou vedia zaobchádzať a sú schopní pre ňu nájsť vhodné aplikácie.