Il Robot Che Si Muove È Inutile Se Non Vede
Un'azienda di robotica mineraria spiega perché la percezione, non il controllo del movimento, è il problema più difficile nell'autonomia industriale, e cosa accade quando i macchinari perdono la vista in una nuvola di polvere.
Punti chiave
- Autonomous Solutions Inc. (ASI) ha registrato 4,5 milioni di miglia autonome in siti di estrazione mineraria, agricoltura e costruzione.
- I primi schieramenti di ASI che utilizzavano sensori di qualità automobilistica hanno prodotto un tasso di fallimento del 100% entro un anno a causa di polvere, vibrazione e temperature estreme.
- I fermi non pianificati nelle grandi operazioni minerarie possono costare decine di migliaia di dollari all'ora, rendendo i guasti di percezione estremamente costosi.
- L'autonomia industriale moderna combina tre tipi di sensori: LiDAR per la mappatura spaziale, telecamere per il contesto visivo e radar per la visibilità attraverso polvere e nebbia.
Un camion minerario che trasporta 200 tonnellate di minerale non può fermarsi e chiedere indicazioni. Deve sapere, in meno di un secondo, che un veicolo leggero ha appena attraversato 80 metri avanti attraverso una nuvola di polvere rossa. Se riesce a farlo dipende interamente da quanto bene vede.
Mel Torrie, co-fondatore e CEO di Autonomous Solutions Inc. (ASI), un'azienda con sede nello Utah che costruisce sistemi autonomi per l'industria pesante, ha espresso questo argomento in un articolo riportato per la prima volta da The Robot Report. Il suo caso merita di essere approfondito, perché spiega qualcosa che la maggior parte della copertura della tecnologia a guida autonoma trascura.
Perché il GPS da solo non è sufficiente
Il GPS dice a un macchinario dove si trova su una mappa. Basta. Non può dire al macchinario cosa c'è direttamente davanti a lui.
Per anni, i veicoli autonomi industriali si sono affidati pesantemente al GPS per la navigazione. Funziona su un percorso fisso senza sorprese. I veri siti minerari non hanno percorsi fissi. Le strade cambiano mentre l'estrazione progredisce. Gli ostacoli appaiono senza preavviso. A 45 gradi di calore, circondato dalla polvere, un macchinario non può contare su un segnale satellitare per mantenere un lavoratore al sicuro.
ASI lo ha imparato nel modo più difficile. I kit di sensori iniziali presi dall'industria automobilistica, i migliori disponibili all'epoca, hanno fallito completamente entro dodici mesi. La polvere e le vibrazioni li hanno distrutti. Il team ha dovuto progettare sensori sostitutivi da zero, costruiti per le condizioni di campo anziché per le fabbriche automobilistiche.
Come appare realmente la percezione moderna?
Tre tipi di sensori ora lavorano insieme su un veicolo ASI, ognuno catturando ciò che gli altri mancano.
| Sensore | Ciò che fa bene | Debolezza |
|---|---|---|
| LiDAR (mappatura laser) | Misurazione precisa della distanza 3-D | Difficoltà in polvere pesante o pioggia |
| Telecamera CMOS | Legge il contesto visivo: persona vs. palo | Ha bisogno di luce; fallisce in polvere spessa |
| Radar | Vede attraverso polvere, nebbia e oscurità | Risoluzione spaziale inferiore |
Eseguire tutti e tre insieme significa che nessun singolo punto di fallimento lascia il veicolo cieco. Il sistema elabora anche tutti questi dati sensoriali sul veicolo stesso, in tempo reale, senza inviare prima nulla a un server distante. Aspettare una risposta dal cloud mentre un carrello elevatore attraversa il tuo percorso non è un'opzione.
L'obiettivo non è un macchinario che si ferma quando rileva un ostacolo. Un macchinario che semplicemente si ferma è un macchinario che blocca un intero sito. L'obiettivo è un macchinario che predice cosa è probabile che una persona nelle vicinanze faccia dopo e sceglie la risposta più sicura prima che la situazione diventi una crisi.
I lavoratori comuni dovrebbero essere preoccupati per questa tecnologia?
Per i lavoratori nei siti industriali, una migliore percezione del macchinario è direttamente protettiva. Un sistema che può distinguere una persona da un palo della recinzione e prevedere che la persona sta camminando verso il percorso del veicolo, ha meno probabilità di causare un incidente rispetto a un sistema che non può.
La preoccupazione pratica più grande è l'integrazione. Molte aziende non possono permettersi di demolire una flotta esistente di veicoli costosi. La risposta di ASI è un design hardware-agnostico, il che significa che l'aggiornamento della percezione può essere installato su macchinari già in loco piuttosto che richiedere una sostituzione completa.
L'azienda afferma di aver spostato quasi 400 milioni di tonnellate di materiale nei suoi schieramenti autonomi. Ogni viaggio, sostiene Torrie, ha insegnato loro qualcosa di nuovo su ciò che i macchinari devono vedere.
Cosa tenere d'occhio: Se il tuo luogo di lavoro sta introducendo veicoli autonomi, chiedi specificamente al fornitore come il sistema gestisce il guasto dei sensori. Una risposta forte descrive cosa fa lo strato di sensori di backup. Una risposta debole descrive cosa fa il macchinario quando tutti i sensori falliscono. Entrambe le domande sono importanti.
