الروبوتات والتصنيع الإضافي في عام 2023

لقد كان عامًا رائعًا للتقدم التكنولوجي، مع إنجازات في الحوسبة الكمومية و 5G إلى AR / VR ، ونمذجة اللغة الكبيرة ، والذكاء الاصطناعي (AI). وقد غيرت هذه الابتكارات الرائدة منظر التكنولوجيا بشكل كبير.

اليوم ، سنغطي两个 قطاعين بارزين ، وهما الروبوتات والتصنيع الإضافي ، لمعرفة إلى أين نحن متجهون.

استمتعت الروبوتات بسنة 2023 مثيرة بشكل خاص مع ظهور تقنيات جديدة حيث واصل المطورون دفع حدود ما يمكن للروبوتات القيام به. وتشير جميع هذه التقدمات في القطاع إلى أن الروبوتات ستكون التكنولوجيا السائدة في المنظر التكنولوجي المتغير حيث ثورة في كيفية عملنا و生活نا ولعبنا لتصبح جزءًا أساسيًا من حياتنا.

ثم هناك التصنيع الإضافي (AM) أو تصنيع الطبقات الإضافية (ALM) ، وهو كل ما يتعلق بالطباعة ثلاثية الأبعاد. وهو عملية خاضعة للتحكم بواسطة الكمبيوتر لإيداع المواد ، وعادةً في طبقات ، لإنشاء كائنات من بيانات نموذج ثلاثي الأبعاد.

لذا ، دعونا نرى التطورات الأكثر بروزًا التي تم إجراؤها في هذه الصناعات في عام 2023!

الروبوتات الإنسانية تقود الروبوتات

الروبوتات هي مجال يتعامل مع概念 وتصميم وبناء واستخدام الروبوتات لأداء مهام يتم تنفيذها عادةً بواسطة البشر. هنا ، الروبوتات هي آلات تعمل تلقائيًا وتقوم غالبًا بتنفيذ مهام بسيطة ومتكررة بشكل مستقل.

في هذا العام ، رأينا العديد من الروبوتات الشبيهة بالبشر تسمى روبوتات إنسانية تتصدر العناوين. وتسمى هذه الروبوتات روبوتات إنسانية لأنها تشبه شكل الجسم البشري وتتميز عادةً بجسم و رأس وذراعين وساقين. يتم بناء هذه الروبوتات في الغالب للتفاعل مع أدوات بشرية وتستخدم للفحص والصيانة أيضًا. يمكن للنسخ الأحدث من هذه الروبوتات التحدث والمشي والعمل مثل البشر.

تتضمن بعض الروبوتات الإنسانية الشهيرة Nadine من شركة Kokoro اليابانية ، وهي روبوت متعاطف مع الشخصية والمزاج والعواطف التي تتمتع بالتواصل البصري والرد على التحيات. روبوت Geminoid DK هو روبوت إنساني واقعي للغاية يبدو مثل الإنسان. تم إنشاء روبوت Junco Chihira من قبل شركة Toshiba ، يعمل في مركز معلومات سياحية ، ويت обладقابليات التعرف على الكلام. ثم هناك Jia Jia ، التي يمكنها إجراء محادثة عادية مع تعابير面ية دقيقة بفضل خوارزميات توليد الكلام وتكنولوجيا التعرف على الوجه.

لا يمكننا نسيان Sophia ، التي تعتبر أكثر روبوت إنساني متقدم. تم الكشف عنها في عام 2016 وتصميمها بواسطة Hanson Robotics ، وهي أول مواطن روبوت في العالم وأيضًا سفيرة الابتكار الروبوتي لبرنامج الأمم المتحدة الإنمائي. تم إنشاؤها بهدف جعل روبوت قادر على اكتساب المهارات الاجتماعية ، وبالتالي ، تم دمجها مع الشبكات العصبية والذكاء الاصطناعي لتعرف الوجوه البشرية وفهم إشاراتها وعواطفها.

كما طوّرت وكالة الفضاء ناسا روبوتًا إنسانيًا خاصًا بها يسمى Valkyrie ، وهو يبلغ طوله 6 أقدام و 2 بوصات ويزن 300 رطل (136 كجم). دخل هذا الروبوت ثنائي الساق الآن المراحل النهائية من الاختبار في مركز جونسون الفضائي لناسا في تكساس. تم تصميم الروبوت للعمل في بيئات تالفة أو معطوبة ، مما يعني المناطق التي ضربتها الكوارث الطبيعية.

يمكن أن تعمل روبوتات مثل Valkyrie أيضًا في الفضاء في يوم من الأيام ، حيث قال شون أزيمي ، قائد فريق الروبوتات الدقيقة في ناسا ، أنه في الفضاء ، يمكن أن تتعامل الروبوتات الإنسانية مع المهام الخطرة حتى يتمكن رواد الفضاء من التركيز على الاستكشاف والاكتشاف. والفكرة ليست استبدال طواقم بشرية ولكن لدي الروبوتات الإنسانية القيام بعمليات “مملة وخطيرة وخطيرة” مثل تنظيف لوحات الطاقة الشمسية أو فحص معدات مركبة الفضاء المعطوبة بينما يركز البشر على “أنشطة من المستوى الأعلى”.

لهذا الغرض ، تعاونت ناسا مع شركات روبوتية مثل Apptronik في تكساس ، التي تطور Apollo بقدرة على أن تكون “متاحة على الإنترنت لمدة 22 ساعة في اليوم” لأداء مهام توجيه سلسلة التوريد في المستودعات والمصانع ، وفي المستقبل ، الانتقال إلى التجزئة والتسليم ، ثم الفضاء. تخطط Apptronik لبدء توفير هذه الروبوتات للشركات في العام التالي.

إلى جانب كل ذلك ، تشمل الروبوتات الإنسانية الأخرى التي ظهرت هذا العام روبوت Tesla Optimus و Unitree H1 و Sanctuary AI Phoenix السادس و Figure AI Figure 01. في الواقع ، أعلنت الصين مؤخرًا عن خططها لإنتاج روبوتات إنسانية بكميات كبيرة بحلول عام 2025. في غضون ذلك ، تقوم Agility Robotics ببناء مصنعًا يسمى “RoboFab” لإنتاج ما يصل إلى 10،000 روبوت في السنة. كما بدأت شركة Amazon العملاقة في التجارة الإلكترونية في إجراء الاختبار التجاري الأول للروبوت الإنساني.

تقوم Boston Dynamics بعمل رائع في هذا المجال. لذا دعونا نتعلم عنهم.

1. Boston Dynamics

في عالم الروبوتات الإنسانية ، Boston Dynamics هي الاسم الأكثر شهرة ، والتي نشرت في وقت سابق من هذا العام مقاطع فيديو لروبوت Atlas الذي يركض ويلتقط ألواح ويقذف حقيبة أدوات في موقع بناء محاكي. وفقًا لقيادة Atlas ، لا يزال هناك “طريق طويل” للروبوتات ثنائية الساق للعمل إلى جانب البشر بشكل موثوق ، ولكن “هذا هو مستقبل الروبوتات”.

تأسست Boston Dynamics في عام 1992 كفرع من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) ، وهي شركة تصميم روبوتات تطور أيضًا برنامجًا لتحاكي الإنسان وبرنامج تدريبي. مهمة الشركة هي تصور وإنشاء روبوتات استثنائية تقلل من الخطر والجوانب الصعبة للعمل وتعزز حياة الناس.

يسمح روبوت Atlas الإنساني ، الذي تعرفه Boston Dynamics بأنه “أكثر روبوت إنساني ديناميكي في العالم” ، لشركة Boston Dynamics بدفع حدود الحركة الكلية وثنائية اليدين. يتم استخدام Atlas لاستكشاف إمكانات الشكل الإنساني ويتوضح من خلاله جهود الشركة لتطوير الجيل التالي من الروبوتات التي تتمتع بالحركة والادراك والذكاء.

الذكاء الاصطناعي من أجل التفاعل بين الإنسان والروبوت

الذكاء الاصطناعي ، أو AI ، وهو ذكاء الآلات أو البرمجيات ، شهد تقدمًا كبيرًا هذا العام ليكون قوة دافعة في تحويل العديد من الصناعات ، بما في ذلك الروبوتات. من خلال التعلم الآلي ، يتيح الذكاء الاصطناعي للروبوتات تعلم المهام وتحقيقها.

تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي ضرورية للروبوتات لفهم السلوك البشري والإشارات واللغة الجسدية والتعبير عن العواطف. يستخدم الباحثون تقنيات مثل التعرف على العواطف والتعرف على الكلام واللغات التنبؤية لتحسين اتصال الروبوتات و حتى التفاعل بطريقة أكثر ذكاء عاطفي.

تمنح تقدمات الذكاء الاصطناعي للروبوتات القدرات المعرفية التي لم تكن ممكنة في السابق ، مما يجعل الروبوتات التي تعمل بالذكاء الاصطناعي لا غنى عنها في مجموعة متنوعة من الصناعات. كما يؤدي هذا التلاقي بين الروبوتات والذكاء الاصطناعي إلى ظهور صناعات أخرى ، حيث يبلغ حجم سوق الروبوتات والذكاء الاصطناعي حاليًا أكثر من 15 مليار دولار ومن المتوقع أن يصل إلى 36.78 مليار دولار بحلول نهاية هذا العقد.

يتم تطبيق الذكاء الاصطناعي في الروبوتات بطرق عديدة ، بدءًا من التعلم الآلي. يمكن تحسين أداء الروبوتات من خلال التعلم من البيانات والخبرات ، وهو أمر ضروري للمهام التي تتطلب التعرف على الأنماط. كما تستخدم الروبوتات رؤية الكمبيوتر المدعومة بالذكاء الاصطناعي لتحليل المعلومات البصرية ، وهو أمر ضروري لتعرف الأشياء والأشخاص والعوائق التي تساعدهم على التنقل.

دعم خوارزميات الذكاء الاصطناعي الروبوتات في صياغة أفضل مسارات للتنقل في بيئاتهم المعقدة ، وتحسين دقتها من خلال تمكين التحكم الدقيق للذراعين والمخالب ، واتخاذ قرارات مستقلة للاستجابة للظروف الديناميكية دون الحاجة إلى تدخل بشري مستمر.

تتيح تكامل معالجة اللغة الطبيعية (NLP) للروبوتات فهم الأوامر البشرية والاستجابة لها بشكل أفضل ، مما يعزز قيمتها في التفاعلات بين الإنسان والروبوت وجعلها أكثر ملاءمة للمستخدم. في هذا المجال ، أشار ChatGPT من OpenAI ، وهو أكبر قصة في الروبوتات والآلية والذكاء الاصطناعي هذا العام ، إلى حقبة جديدة في التفاعل بين الإنسان والحاسوب.

ChatGPT هو أداة NLP مدعومة بتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي التي تمكنك من إجراء محادثات شبيهة بالبشر مع روبوت الدردشة. في غضون بضعة أشهر ، حصل ChatGPT على 100 مليون مستخدم ، مما أدى إلى إطلاق العديد من الشركات لبرامج الذكاء الاصطناعي التوليدية الخاصة بها. تشمل نماذج اللغة الكبيرة الأخرى (LLMs) التي تنتج الذكاء الاصطناعي التوليدي أو الذكاء الاصطناعي المحادثي Gemini LLM من Google ، والتي تدفع Bard ، و Olympus من Amazon ، و Llama 2 من Meta.

فتحت هذه التطورات في الذكاء الاصطناعي التوليدي إمكانيات جديدة في صناعة الروبوتات. على سبيل المثال ، في وقت سابق من هذا العام ، قامت Microsoft بتحسين ChatGPT لتشغيل ذراع روبوتية وتنقل طائرة بدون طيار. كما أعلنت الشركة عن خططها لتطوير روبوتات مدعومة ب GPT و استخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي في إنشاء الروبوتات. في نفس الوقت ، استخدم باحثون في سويسرا وهولندا أفكارًا من ChatGPT لتطوير روبوت لقط Томاتو. ثم هناك Agility Robotics ، التي استكشفت استخدام نماذج اللغة الكبيرة (LLMs) للسيطرة على روبوت التلاعب المتنقل ، Digit.

كما رأينا ، يساعد الذكاء الاصطناعي على رفع قدرات الروبوتات لجعلها أكثر مرونة وذكاء وكفاءة في تنفيذ مهام مختلفة. كما أنه يجعل من الممكن للروبوتات التعرف على إشارات البشر وفهم نیاتهم والاستجابة بشكل مناسب ، مما يسمح بالتعاون الأكثر كفاءة وأمان بين البشر والروبوتات.

انقر هنا للاطلاع على قائمة أفضل أسهم جراحة الروبوتات.

2. Hanson Robotics

تعد هذه الشركة شركة ذكاء اصطناعي وروبوتات تنتج آلات ذكية اجتماعيًا وهي وراء روبوت Sophia الشهير. تشارك Hanson Robotics في العلوم المواد والروبوتات وأبحاث وتطوير الذكاء الاصطناعي والتصميم التجربي “لجعل الروبوتات حية” ليس فقط كمنتجات مفيدة ولكن أيضًا كشخصيات مثيرة.

في نوفمبر 2023 ، طوّرت الشركة الروبوتية في هونغ كونغ روبوت إنساني مدعوم بالذكاء الاصطناعي يسمى Mika ، بالتعاون مع شركة Dictador للنمط الحياتي الفاخر. انضم Mika إلى Dictador كمدير تنفيذي ليكون “مسئولاً عن مشروع Arthouse Spirits DAO ومكافحة جماعة DAO” باسم الشركة.

ليس هذا كل شيء. تلقى Mika أيضًا لقب أستاذ فخري خلال حفل افتتاح جامعة Collegium Humanum 2023/24 وألقى كلمة أبرزت التقدم الحاصل في مجال الذكاء الاصطناعي. وأكد ديفيد هانسون ، الرئيس التنفيذي لشركة Hanson Robotics ، على أهمية “تجسيد” تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي وأن الذكاء الاصطناعي يحتاج إلى تعلم “الاهتمام بالبشر”.

طابعات ثلاثية الأبعاد المتقدمة

في حين تم اختراع أول تكنولوجيا طباعة ثلاثية الأبعاد في الثمانينيات ، فقد نمت بشكل كبير في السنوات الأخيرة ، مع قيمة سوق عالمية تبلغ 18.33 مليار دولار في عام 2022. ومن المتوقع أن يصل هذا السوق إلى ما يقرب من 100 مليار دولار بحلول عام 2032.

随着 الشركات التي بدأت في تقديم طابعات ثلاثية الأبعاد للمستهلكين بأسعار منخفضة في عام 2010 ، جنبًا إلى جنب مع اندفاع الإعلام ، دخلت شركات عملاقة مثل General Electric و Hewlett Packard هذا المجال ، والآن تشهد الصناعة تطبيقات حقيقية في مجالات مثل:

• النمذجة وتنمية المنتج
• التصنيع
• الطبي
• الجوي
• البناء
• السيارات
• التعليم
• البحث وغيرها

بهذه الطريقة ، فهي تؤثر على الأسواق التقليدية لمساعدة الشركات الأخرى على تسريع نهائيات التصميم وإنتاج المزيد والابتكار بشكل أسرع.

في عالم التصنيع الإضافي أو الطباعة ثلاثية الأبعاد ، تعمل الشركات على تحسين أداء الطابعات ثلاثية الأبعاد لتمكين عمليات ومواقف معينة. تقلل هذه التطورات من متطلبات الطاقة لعمليات التصنيع الإضافي وتحسن حركة الطابعة. وتؤدي هذه التطورات إلى تقليل تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد وتساعد التكنولوجيا على الحصول على انتشار أوسع.

نظرًا لشعبية طابعات ثلاثية الأبعاد والابتكار الذي يعتبر معيارًا في التصنيع الإضافي ، فإن العديد من الشركات الناشئة تعمل على تحسين التكنولوجيا. على سبيل المثال ، أنشأت شركة Brinter الفنلندية طابعة حيوية موديلية لقطاع العلوم الطبية والعلوم الحياتية. تدعم طابعة Brinter مجموعة من الحبر البيولوجي ويأتي مع ضوء الأشعة فوق البنفسجية لغرض التعقيم ، مما يسمح للباحثين بطباعة الأعضاء ونمذجة السرطان والأدوية الشخصية.

في الولايات المتحدة ، طوّرت شركة Verde Mantis طابعة ثلاثية الأبعاد على سطح المكتب سهلة الاستخدام توفر وضع الطباعة والتركيب. تتميز هذه الطابعة أيضًا بكاميرا مدمجة ومنصة ذاتية المستوى ووحدة Raspberry Pi.

تتضمن التطورات الأخرى في طابعات ثلاثية الأبعاد تقنية Hybrid PhotoSynthesis (HPS) التي تجمع بين تقنيات SLA (الليزر) و DLP للاستفادة من دقتها وسرعتها ، مما يساعد على تحقيق نتائج أفضل في الطباعة ثلاثية الأبعاد بالراتنج. بالإضافة إلى تحسين طابعة ثلاثية الأبعاد نفسها ، تقوم الشركات بتطوير مواد جديدة أيضًا.

تعد UpNano واحدة من هذه الشركات ، التي أنشأت UpFlow لطباعة أجهزة ميكرو ثلاثية الأبعاد أول من نوعها على طابعاتها ، مما يسمح لشركة Fertilis بدء تشغيل أجهزة متقدمة لزراعة الخلايا لأسواق التلقيح الاصطناعي.

الآلية ، وتقدمات البرمجيات ، وطباعة ثلاثية الأبعاد بالمعادن ، وارتفاع السلسلة الإمدادية الرقمية هي اتجاهات أخرى في هذا القطاع. ومع ذلك ، تظل التحديات في صعوبة التوسع ، وقيود التكنولوجيا ، وتكلفة المعدات والمواد والعمليات قبل وبعد المعالجة.

أخيرًا ، تحصل الطباعة ثلاثية الأبعاد على الاهتمام بعد أن كانت في الظل لفترة طويلة ، والتي ، وفقًا لمناصريها ، يمكن أن تنتج في النهاية كل شيء من مكونات الطيران إلى المعدات الطبية.

3. Stratasys

تأسست Stratasys في عام 1989 وهي معروفة بصنع حلول لصناعات مختلفة وتفتخر بمؤسسها الذي أنشأ واحدًا من أولى طابعات ثلاثية الأبعاد. الشركة المدرجة علنًا تبلغ قيمتها السوقية 1 مليار دولار حيث تُباع أسهمها عند 14.51 دولار ، بزيادة بنسبة 22.34٪ هذا العام. إيرادات الشركة على مدار 12 شهرًا هي 630.579 مليون دولار ، وأرباحها لكل سهم (TTM) هي -1.61 دولار ، ومعدل السعر إلى الأرباح (TTM) هو -9.03 ، وعودة الأرباح على حقوق المساهمين (TTM) هي -4.82٪.

في الآونة الأخيرة ، تلقت الشركة عرض استحواذ غير مطلوب من Nano Dimension Ltd. مقابل جميع الأسهم التي لا تمتلكها حاليًا بسعر 16.50 دولار لكل سهم نقدي ، مما يعطي الشركة تقييمًا يبلغ 1.1 مليار دولار. جاء ذلك بعد أن أُلغيت شركة Stratasys للاندماج المقترح بقيمة 1.8 مليار دولار مع Desktop Metal بسبب رفض معظم المساهمين للصفقة. تملك Nano Dimension حوالي 14٪ من أسهم الشركة وقد قامت بمحاولات متعددة هذا العام لشراء الأسهم المتبقية.

عندما يتعلق الأمر بأحدث طابعة FDM لشركة Stratasys ، F3300 ، المصممة للتناسب ، عملت Stratasys مع ATI لإنشاء مغير أدوات مخصص يسمح للمستخدم بتشغيل واحد من أربعة برامج تركيب في وقت واحد. يوفر ذلك للمستخدم المزيد من المرونة فيما يتعلق بالاحتياطي البرمجي ، بالإضافة إلى القدرة على طباعة عدة ألوان في جزء واحد ودمج دقتين مختلفتين. أعلنت الشركة أن تويوتا ستكون أول عميل لها لشراء طابعة F3300 الجديدة من Stratasys.

انقر هنا للاطلاع على قائمة أفضل أسهم التصنيع الإضافي وطباعة ثلاثية الأبعاد.

الخلاصة

العالم يتغير بسرعة ، ومع ذلك ، تواصل شركات التصنيع الإضافي تطوير مواد مخصصة و تحسين أداء طابعات ثلاثية الأبعاد ، بينما تشهد عالم الروبوتات اختراقات تجعلها أكثر ذكاء وتفاعلًا مع البشر بكفاءة.

يمكننا توقع رؤية منتجات أكثر تطورًا في المستقبل ، حيث يمكن أن تؤدي التطورات في كلا المجالين إلى تغيير العديد من الصناعات ، وتوفير فرص عمل وتعليم جديدة ، وتحسين حياتنا اليومية.