Robotikk og additiv produksjon i 2023

Det har vært et fantastisk år for teknologisk fremgang, med gjennombrudd innen kvanteberegning og 5G til AR/VR, store språkmodeller og kunstig intelligens (AI). Teknologilandskapet har blitt endret dramatisk av disse banebrytende innovasjonene.

I dag skal vi dekke to fremtredende industrier, robotikk og additiv produksjon, for å se hvor vi er på vei.

Robotikk hadde et spesielt spennende 2023 med fremveksten av ny teknologi ettersom utviklere fortsatte å presse grensene for hva roboter kan gjøre. Alle disse fremskrittene i sektoren peker på at robotikk blir den dominerende teknologien i det stadig skiftende teknologilandskapet, da de revolusjonerer hvordan vi arbeider, lever og leker, og blir en essensiell del av livene våre.

Deretter har vi additiv produksjon (AM) eller additiv lagproduksjon (ALM), som handler om 3D‑utskrift. Det er en datastyrt prosess for å deponere materialer, vanligvis i lag, for å lage objekter fra tredimensjonale modelldata.

Så, la oss se de mest fremtredende utviklingene i disse to industriene i 2023!

Humanoide roboter leder robotikk 

Robotikk er feltet som omhandler konseptualisering, design, konstruksjon og bruk av roboter for å utføre oppgaver som vanligvis utføres av mennesker. Her er roboter automatiserte maskiner som ofte utfører enkle, repeterende oppgaver uavhengig.

I år så vi flere menneskelignende roboter kalt humanoide roboter som fikk overskrifter. De kalles humanoide roboter fordi de ligner på en menneskekropps form og vanligvis har en torso, hode, armer og to ben. Primært er disse robotene bygget for å samhandle med menneskelige verktøy og brukes også til inspeksjon og vedlikehold. De nyeste iterasjonene av disse robotene kan snakke, gå og arbeide som mennesker.

Noen av de populære humanoide robotene inkluderer Nadine fra det japanske selskapet Kokoro, som er en empatisk robot med personlighet, humør og følelser som gjør øyekontakt og returnerer hilsener. Geminoid DK er en annen ultra-realistisk humanoid som ser ut som et menneske. Humanoiden Junco Chihira er laget av Toshiba, arbeider i et turistinformasjonssenter, og har talegjenkjenningskapasitet. Så har vi Jia Jia, som kan holde en normal samtale med mikrobiell ansiktsuttrykk ved hjelp av tale‑genereringsalgoritmer og ansiktsgjenkjenningsteknologi.

Vi kan ikke glemme Sophia, som regnes som den mest avanserte humanoide roboten. Debutert i 2016 og designet av Hanson Robotics, er Sophia verdens første robotborger og også robotinnovasjonsambassadør for FN‑utviklingsprogrammet. Hun ble skapt med mål om å lage en robot som kan tilegne seg sosiale ferdigheter, og er derfor utstyrt med nevrale nettverk og AI for å gjenkjenne menneskelige ansikter og forstå deres bevegelser og følelser.

Romfartsorganisasjonen NASA har også utviklet sin egen humanoide robot kalt Valkyrie, som er 6 fot 2 tommer høy og veier 300 pund (136 kg). Denne bipedale humanoide roboten har nå kommet inn i de siste testfasene ved NASAs Johnson Space Center i Texas. Roboten er designet for å arbeide i skadede eller forringede miljøer, som områder rammet av naturkatastrofer.

Roboter som Valkyrie kan også operere i verdensrommet en dag, med Shaun Azimi, leder for NASA Dexterous Robotics Team, som sier at i rommet kan humanoide roboter potensielt håndtere risikable oppgaver slik at astronauter kan fokusere på utforskning og oppdagelse. Med dette er målet ikke å erstatte menneskelige mannskaper, men heller la humanoide roboter utføre det «kjedelige, skitne og farlige» arbeidet som å rengjøre solcellepaneler eller inspisere romfartøyets feilende utstyr mens mennesker fokuserer på «oppgaver på høyere nivå».

For dette har NASA inngått partnerskap med robotikkbedrifter som den Texas‑baserte Apptronik, som utvikler Apollo med kapasitet til å være «online 22 timer om dagen» for å utføre forsyningskjede‑orienterte oppgaver i lager og produksjonsanlegg og, i fremtiden, gå inn i detaljhandel for levering og deretter romfart. Apptronik planlegger å begynne å levere disse robotene til selskaper året etter.

I tillegg til alt dette dukket andre humanoide roboter opp i år, inkludert Teslas Optimus, Unitrees H1, Sanctuary AIs sjette generasjons Phoenix, og Figure AIs Figure 01. Faktisk kunngjorde Kina nylig sine planer om masseproduksjon av humanoide roboter innen 2025. I mellomtiden bygger Agility Robotics en fabrikk, «RoboFab», for å produsere opptil 10 000 roboter per år. E‑handelsgiganten Amazon har også begynt å gjennomføre den første kommersielle testingen av en humanoid robot.

Boston Dynamics gjør flott arbeid på dette området. Så la oss lære mer om dem.

1. Boston Dynamics 

I verden av humanoide roboter er Boston Dynamics det mest kjente navnet, som tidlig i år la ut videoer av sin Atlas‑robot som løper rundt, plukker opp planker og kaster en verktøypose på en simulert byggeplass. Ifølge lederen for Atlas‑kontroll, Ben Stephens, er det fortsatt «lang vei» før bipedale roboter kan jobbe pålitelig side om side med mennesker, men «dette er robotikkens fremtid».

Boston Dynamics ble grunnlagt i 1992 som et spin‑off fra MIT, og er et robotikkdesign‑selskap som også utvikler programvare for menneskelig simulering og opplæring. Selskapets oppdrag er å konseptualisere og skape eksepsjonelle roboter som reduserer faren og de fysisk krevende aspektene ved arbeid og beriker menneskers liv. 

Den humanoide roboten Atlas, som de definerer som «verdens mest dynamiske humanoide robot», gjør det mulig for Boston Dynamics å presse grensene for helkropps‑mobilitet og to‑hånds manipulering. Atlas brukes til å utforske potensialet til den humanoide formfaktoren og demonstrerer selskapets innsats for å utvikle neste generasjons roboter med mobilitet, persepsjon og intelligens.

AI for menneske‑robot‑interaksjon

Kunstig intelligens, eller AI, som er maskiners eller programvarers intelligens, opplevde enorm fremgang i år og ble en drivkraft i transformasjonen av mange industrier, inkludert robotikk. Gjennom maskinlæring gjør AI det mulig for roboter å lære og utføre spesifikke oppgaver.

AI‑teknikker er faktisk nødvendige for at roboter skal kunne forstå menneskelig atferd, gester og kroppsspråk og uttrykke følelser. Forskere bruker teknikker som følelsesgjenkjenning, talegjenkjenning og prediktive språkmodeller for ikke bare å forbedre robotkommunikasjon, men også for å samhandle på en mer emosjonelt intelligent måte.

Fremskritt innen AI gir roboter kognitive evner som tidligere ikke var mulige, og gjør AI‑drevne roboter uunnværlige i en rekke industrier. Dette skjæringspunktet mellom robotikk og AI gir også opphav til andre industrier, med AI‑robotikk‑markedet som for tiden har en størrelse på litt over 15 milliarder dollar og forventes å vokse til 36,78 milliarder dollar innen slutten av dette tiåret.

AI blir faktisk anvendt i robotikk på mange måter, med maskinlæring som startpunkt. Ved å lære fra data og erfaringer, som er essensielt for oppgaver som krever mønstergjenkjenning, kan robotenes ytelse forbedres. Roboter bruker også AI‑drevet datavisjon for å analysere visuell informasjon, som er viktig for å gjenkjenne objekter, personer og hindringer som hjelper dem med å navigere.

AI‑algoritmer støtter robotene ytterligere i å formulere de beste banene for å navigere i komplekse omgivelser, og forbedrer deres finesse ved å muliggjøre presis kontroll av armer og gripeverktøy og ta autonome beslutninger for å tilpasse seg dynamiske situasjoner uten kontinuerlig menneskelig inngripen.

Integrering av naturlig språkbehandling (NLP) gir roboter muligheten til å forstå menneskelige kommandoer og svare på dem bedre, noe som øker deres verdi i menneske‑robot‑interaksjoner og gjør dem mer brukervennlige. På dette området markerte OpenAI sin ChatGPT, den største historien innen robotikk, automatisering og AI i år, en ny æra i menneske‑datamaskin‑interaksjon.

ChatGPT er et NLP‑verktøy drevet av AI‑teknologi som lar deg ha menneskelignende samtaler med en chatbot. I løpet av et par måneder, ChatGPT oppnådde 100 millioner brukere, noe som førte til at en rekke selskaper lanserte sine egne generative AI‑programmer. Andre store språkmodeller (LLM) — som lager generativ AI eller konversasjons‑AI — inkluderer Googles Gemini‑LLM, som driver Bard, Amazons Olympus og Metas Llama 2.

Denne utviklingen innen generativ AI åpnet nye muligheter i robotikkindustrien. For eksempel, tidligere i år forbedret Microsoft ChatGPT for å betjene en robotarm og navigere en luftdrone. Selskapet kunngjorde også planer om å utvikle GPT‑drevne roboter og bruke generativ AI i robotproduksjon. Samtidig brukte forskere i Sveits og Nederland innsikter fra ChatGPT til å utvikle en tomatplukkingsrobot. Så er det Agility Robotics, som utforsket bruk av LLM‑er for å kontrollere sin mobile manipuleringsrobot, Digit.

Som vi har sett, hjelper AI med å heve robotenes evner, slik at de blir mer fleksible, intelligente og dyktige i utførelsen av ulike oppgaver. Det gjør også mulig for roboter å gjenkjenne menneskelige gester, forstå intensjoner og gi passende responser, noe som tillater mer effektiv og sikker samarbeid mellom mennesker og roboter.

Klikk her for listen over de beste robotkirurgi‑aksjene.

2. Hanson Robotics

Dette AI‑ og robotikk‑selskapet lager sosialt intelligente maskiner og står bak den berømte roboten Sophia. Hanson Robotics er involvert i materialvitenskap, robotikk, forskning og utvikling av AI, og opplevelsesdesign for å «gi liv til roboter» som ikke bare nyttige produkter, men også engasjerende karakterer.

I november 2023 utviklet det Hongkong‑baserte robotikk‑selskapet verdens første AI‑humanoide robot, Mika, i samarbeid med luksuslivsstilsselskapet Dictador. Mika ble ansatt som administrerende direktør i Dictador for å være «ansvarlig for Arthouse Spirits DAO‑prosjektet og kommunikasjon med DAO‑fellesskapet» på vegne av selskapet.

Dette er ikke alt. Mika mottok også tittelen æreshøyskoleprofessor under 2023/24 Collegium Humanum University‑inaugurasjonen og holdt en tale som fremhevet fremskrittene innen AI‑feltet. David Hanson, administrerende direktør i Hanson Robotics, har understreket viktigheten av å «humanisere» AI‑teknologi og at AI må læres å «ta vare på mennesker».

Avanserte 3D‑skrivere

Selv om den første 3D‑utskriftsteknologien ble oppfunnet på begynnelsen av 1980‑tallet, har den vokst betydelig de siste årene, med en global markedsstørrelse på $18.33 bln in 2022. Dette markedet er forventet å vokse til nesten $100 milliarder innen 2032.

Etter hvert som selskaper begynte å tilby rimelige forbrukernivå‑3D‑skrivere på 2010‑tallet i kombinasjon med mediefrenzy, gikk giganter som General Electric og Hewlett Packard inn i markedet, og nå ser industrien virkelige anvendelser i områder som:

• Prototyping og produktutvikling
• Produksjon
• Medisinsk
• Luftfart
• Bygg
• Bilindustri
• Utdanning
• Forskning og mer

På denne måten forstyrrer den tradisjonelle markeder for å hjelpe andre selskaper med å akselerere designfinalisering, produsere mer og innovere raskere.

I verden av additiv produksjon eller 3D‑utskrift jobber selskaper med å forbedre ytelsen til 3D‑skrivere for å tillate spesifikke prosesser og bruksområder. Fremskritt innen dette feltet reduserer energikravene for additive produksjonsprosesser og forbedrer printerbevegelse. Disse fremskrittene fører til en reduksjon i kostnadene for 3D‑utskrift og hjelper teknologien med å oppnå bredere tilgjengelighet.

Gitt populariteten til 3D‑skrivere og at innovasjon er standarden i additiv produksjon, jobber mange oppstartsbedrifter med å forbedre teknologien. For eksempel har det finske oppstartsselskapet Brinter laget en modulær bioprinter for medisinsk- og livsvitenskapindustrien. Deres bioprinter støtter et spekter av bio‑blekk og leveres med innebygd UV‑lys for desinfeksjon, slik at forskere kan skrive ut organer, kreftmodeller og personlig tilpassede legemidler.

I USA har oppstartsselskapet Verde Mantis utviklet en skrivebord‑3D‑printer som er enkel å bruke og tilbyr plug‑and‑print‑modus. Denne printeren har også et innebygd kamera, en selvnivellerende plattform og en Raspberry Pi‑modul.

Andre fremskritt i 3D‑skrivere inkluderer Hybrid PhotoSynthesis (HPS)‑teknologi som kombinerer SLA (laser) og DLP‑teknologi for å utnytte deres oppløsning og hastighet, og dermed oppnå bedre resultater i resin‑3D‑utskrift. I tillegg til å forbedre selve 3D‑printeren, utvikler selskaper også nye materialer.

UpNano er et slikt selskap som skapte UpFlow for første‑gangs mikro‑3D‑utskrift av mikrofluidiske enheter på sin printer, noe som gjør det mulig for medtech‑oppstarten Fertilis å utvikle en cellekultiveringsenhet for IVF‑markedet.

Automatisering, fremskritt i programvare, metall‑3D‑utskrift og fremveksten av den digitale forsyningskjeden er andre trender i denne sektoren. Imidlertid gjenstår utfordringer i form av skaleringsvanskeligheter, teknologiske begrensninger og kostnader for utstyr, materialer samt for‑ og etterbehandling.

3D‑utskrift får endelig rampelyset etter å ha vært i skyggene lenge, og ifølge tilhengerne kan den til slutt masseprodusere alt fra flykomponenter til medisinsk utstyr.

3. Stratasys

Stratasys ble grunnlagt i 1989 og er kjent for å produsere løsninger for ulike industrier, og kan skryte av at grunnleggeren skapte en av de aller første 3D‑skriverne. Det børsnoterte selskapet har en markedsverdi på 1 milliard dollar, med aksjer som handles til $14,51, opp 22,34 % i år. Selskapets inntekter de siste 12 månedene (TTM) er 630,579 millioner, med en EPS (TTM) på -1,61, P/E (TTM) på -9,03 og ROE (TTM) på -4,82 %.

Nylig mottok selskapet et uoppfordret oppkjøpstilbud fra Nano Dimension Ltd. for alle aksjer de ikke allerede eier, til $16,50 per aksje i kontanter, noe som gir selskapet en verdivurdering på $1,1 milliarder. Dette kom etter at Stratasys avbrøt den foreslåtte fusjonen på $1,8 milliarder med Desktop Metal på grunn av at flertallet av aksjonærene avviste avtalen. Nano Dimension eier omtrent 14 % av selskapets aksjer og har gjort flere forsøk i år på å erverve de resterende aksjene.

Når det gjelder selskapets nyeste Fusion Deposition Modeling (FDM)-printer, F3300, som er designet for skalerbarhet, samarbeidet Stratasys med ATI for å bygge en tilpasset verktøybytter som gjør det mulig for brukeren å sette inn en av fire ekstrudere om gangen. Dette gir brukeren mer fleksibilitet med hensyn til ekstruder‑redundans samt muligheten til å skrive ut flere farger i én del og inkorporere to forskjellige oppløsninger. Selskapet har kunngjort at Toyota vil bli deres første kunde som kjøper den nye Stratasys F3300 3D‑printeren.

Klikk her for listen over de beste 3D‑utskrifts‑ og additiv‑produksjonsaksjene.

Konklusjon

Verden endrer seg i raskt tempo, og med det fortsetter selskaper innen additiv produksjon å utvikle skreddersydde materialer og forbedre ytelsen til 3D‑skrivere, mens robotikkens verden ser gjennombrudd som gjør dem mer intelligente og lar dem samhandle med mennesker mer effektivt.

Vi kan forvente å se enda mer sofistikerte produkter i fremtiden, med fremskrittene i begge disse feltene som har potensial til å endre mange industrier, gi nye muligheter for sysselsetting og utdanning, og forbedre våre daglige liv.