Robotik och additiv tillverkning 2023

Det har varit ett fantastiskt år för teknologisk utveckling, med genombrott inom kvantdatorer och 5G till AR/VR, stora språkmodeller och artificiell intelligens (AI). Tekniklandskapet har förändrats dramatiskt av dessa banbrytande innovationer.

Idag kommer vi att gå igenom två framstående branscher, robotik och additiv tillverkning, för att se vart vi är på väg.

Robotik hade ett särskilt spännande 2023 med framväxten av ny teknik när utvecklare fortsatte att tänja på gränserna för vad robotar kan göra. Alla dessa framsteg inom sektorn pekar på att robotik blir den dominerande teknologin i det ständigt föränderliga tekniska landskapet när de revolutionerar hur vi arbetar, lever och leker för att bli en väsentlig del av våra liv.

Sedan har vi additiv tillverkning (AM) eller additiv lagerproduktion (ALM), som handlar om 3D-utskrift. Det är en datorstyrd process för att deponera material, vanligtvis i lager, för att skapa objekt från tredimensionell modelldata.

Så låt oss se de mest framträdande utvecklingarna inom dessa två branscher under 2023!

Humanoida robotar leder robotiken 

Robotik är området som handlar om konceptualisering, design, konstruktion och användning av robotar för att utföra uppgifter som vanligtvis utförs av människor. Här är robotar automatiskt styrda maskiner som ofta utför enkla, repetitiva uppgifter självständigt.

I år såg vi flera människoliknande robotar, så kallade humanoida robotar, som gjorde rubriker. De kallas humanoida robotar eftersom de liknar en människokropps form och vanligtvis har en torso, huvud, armar och två ben. I huvudsak är dessa robotar byggda för att interagera med mänskliga verktyg och används även för inspektion och underhåll. De senaste iterationerna av dessa robotar kan tala, gå och arbeta som människor.

Några av de populära humanoida robotarna inkluderar Nadine från det japanska företaget Kokoro, som är en empatisk robot med personlighet, humör och känslor som kan göra ögonkontakt och återgälda hälsningar. Geminoid DK är en annan ultrarealistisk humanoid som ser ut som en människa. Humanoiden Junco Chihira skapad av Toshiba arbetar i ett turistinformationscenter och har taligenkänningsförmåga. Sedan har vi Jia Jia, som kan föra en normal konversation med mikrobiella ansiktsuttryck med hjälp av talgenereringsalgoritmer och ansiktsigenkänningsteknik.

Vi kan inte glömma Sophia, som anses vara den mest avancerade humanoida roboten. Debuterad 2016 och designad av Hanson Robotics, är Sophia den första robotmedborgaren i världen och även robotinnovationens ambassadör för FN:s utvecklingsprogram. Hon skapades med målet att göra en robot som kan utveckla sociala färdigheter, därför är hon utrustad med neurala nätverk och AI för att känna igen mänskliga ansikten och förstå deras gester och känslor.

Rymdbyrån NASA har också utvecklat sin egen humanoida robot kallad Valkyrie, som är 6 fot 2 tum hög och väger 300 pund (136 kg). Denna tvåbenta humanoida robot har nu gått in i de sista testfaserna vid NASA:s Johnson Space Center i Texas. Robotens design är avsedd för att arbeta i skadade eller förfallna miljöer, vilket innebär områden som drabbats av naturkatastrofer.

Robotar som Valkyrie kan också en dag operera i rymden, med Shaun Azimi, NASA Dexterous Robotics Team Leader, som säger att i rymden skulle humanoida robotar potentiellt kunna hantera riskfyllda uppgifter så att astronauter kan fokusera på utforskning och upptäckt. Idén är inte att ersätta mänskliga besättningar utan snarare att låta humanoida robotar utföra det ‘tråkiga, smutsiga och farliga’ arbetet som att rengöra solpaneler eller inspektera rymdfarkosters felaktiga utrustning medan människor fokuserar på ‘uppgifter på högre nivå’.

För detta har NASA samarbetat med robotikföretag som Texas-baserade Apptronik, som utvecklar Apollo med kapacitet att vara ‘online 22 timmar om dagen’ för att utföra leveranskedjeorienterade uppgifter i lager och tillverkningsanläggningar och i framtiden gå in i detaljhandeln för leveranser och sedan rymden. Apptronik planerar att börja leverera dessa robotar till företag året därpå.

Förutom allt detta inkluderade andra humanoida robotar som dök upp i år Teslas Optimus, Unitrees H1, Sanctuary AIs sjätte generationens Phoenix och Figure AIs Figure 01. Faktum är att Kina nyligen annonserade sina planer att massproducera humanoida robotar till 2025. Samtidigt bygger Agility Robotics en fabrik, ‘RoboFab’, för att producera upp till 10 000 robotar per år. E-handelsjätten Amazon (AMZN ) har också påbörjat den första kommersiella testningen av en humanoid robot.

Boston Dynamics gör ett fantastiskt arbete inom detta område. Så låt oss lära oss mer om dem.

1. Boston Dynamics 

I världen av humanoida robotar är Boston Dynamics det mest välkända namnet, som tidigare i år publicerade videor av sin Atlas-robot som sprang runt, plockade upp plankor och kastade en verktygspåse på en simulerad byggarbetsplats. Enligt Atlas-kontrollens ledare, Ben Stephens, är det fortfarande en ‘lång väg’ innan tvåbenta robotar kan arbeta pålitligt tillsammans med människor, men ‘detta är framtiden för robotik’.

Grundat 1992 som en avknoppning från MIT är Boston Dynamics ett robotikdesignföretag som också utvecklar mjukvara för mänsklig simulering och utbildning. Företagets uppdrag är att konceptualisera och skapa exceptionella robotar som minskar faran och de fysiskt svåra aspekterna av arbete och berikar människors liv.

Dess humanoida robot Atlas, som de definierar som ‘världens mest dynamiska humanoida robot’, låter Boston Dynamics tänja på gränserna för helkropps-mobilitet och tvåhandig manipulation. Atlas används för att utforska potentialen i den humanoida formfaktorn och demonstrerar företagets ansträngningar att utveckla nästa generation av robotar med mobilitet, perception och intelligens.

AI för människa-robotinteraktion

Artificiell intelligens, eller AI, som är maskinernas eller mjukvarans intelligens, upplevde enorma framsteg i år och blev en drivkraft i att omvandla många industrier, inklusive robotik. Genom maskininlärning möjliggör AI att robotar kan lära sig och utföra specifika uppgifter.

AI-tekniker är faktiskt nödvändiga för att robotar ska kunna förstå mänskligt beteende, gester och kroppsspråk samt uttrycka känslor. Forskare använder tekniker som känsligenkänning, taligenkänning och prediktiva språkmodeller för att inte bara förbättra robotkommunikation utan även interagera på ett mer emotionellt intelligent sätt.

Framsteg inom AI ger robotar kognitiva förmågor som tidigare inte var möjliga, vilket gör AI-drivna robotar oumbärliga i en mängd industrier. Detta korsningsområde mellan robotik och AI ger också upphov till andra industrier med AI-robotikmarknaden som för närvarande har en storlek på drygt 15 miljarder dollar och förväntas öka till 36,78 miljarder dollar i slutet av detta decennium.

AI tillämpas faktiskt i robotik på många sätt, med maskininlärning som startpunkt. Genom att lära sig av data och erfarenheter, vilket är avgörande för uppgifter som kräver mönsterigenkänning, kan robotarnas prestanda förbättras. Robotar använder också AI-drivet datorseende för att analysera visuell information, vilket är viktigt för att känna igen objekt, människor och hinder som hjälper dem att navigera.

AI-algoritmer stödjer dessutom robotar i att formulera de bästa vägarna för att navigera i sina komplexa omgivningar, vilket förbättrar deras finess genom att möjliggöra exakt kontroll av armar och gripverktyg och göra autonoma beslut för att anpassa sig till dynamiska situationer utan att kräva kontinuerlig mänsklig inblandning.

Integration av naturlig språkbehandling (NLP) ger robotar möjlighet att förstå mänskliga kommandon och svara på dem bättre, vilket ökar deras värde i människa-robotinteraktioner och gör dem mer användarvänliga. I detta område har OpenAI:s ChatGPT, den största historien inom robotik, automation och AI i år, signalerat en ny era i människa-datorinteraktion.

ChatGPT är ett NLP-verktyg drivet av AI-teknik som låter dig ha mänskliga konversationer med en chatbot. På bara ett par månader har ChatGPT fått 100 miljoner användare, vilket ledde till att ett antal företag släppte sina egna generativa AI-program. Andra stora språkmodeller (LLM) — som skapar generativ AI eller konversations-AI — inkluderar Googles Gemini LLM, som driver Bard, Amazons Olympus och Metas Llama 2.

Denna utveckling inom generativ AI öppnade nya möjligheter i robotikindustrin. Till exempel, tidigare i år förbättrade Microsoft (MSFT ) ChatGPT för att driva en robotarm och navigera en luftdrönare. Företaget annonserade också planer på att utveckla GPT-drivna robotar och använda generativ AI i robotkonstruktion. Samtidigt använde forskare i Schweiz och Nederländerna insikter från ChatGPT för att utveckla en tomatplockande robot. Sedan finns Agility Robotics, som utforskade användningen av LLM för att kontrollera sin mobila manipuleringsrobot, Digit.

Som vi har sett hjälper AI till att höja robotarnas förmågor så att de blir mer flexibla, intelligenta och skickliga i att utföra olika uppgifter. Det gör också att robotar kan känna igen mänskliga gester, förstå intentioner och ge lämpliga svar, vilket möjliggör mer effektivt och säkert samarbete mellan människor och robotar.

Klicka här för listan över de bästa robotkirurgiaktierna.

2. Hanson Robotics

Detta AI- och robotikföretag skapar socialt intelligenta maskiner och står bakom den berömda roboten Sophia. Hanson Robotics är involverat i materialvetenskap, robotik, forskning och utveckling av AI samt upplevelsedesign för att ‘ge liv åt robotar’ som inte bara är användbara produkter utan också engagerande karaktärer.

I november 2023 utvecklade det Hongkong-baserade robotikföretaget världens första AI-humanoida robot, Mika, i samarbete med lyxlivsstilsföretaget Dictador. Mika gick in i Dictador som VD för att vara ‘ansvarig för Arthouse Spirits DAO-projektet och kommunikationen med DAO-gemenskapen’ på företagets vägnar.

Det är inte allt. Mika fick också titeln hedersprofessor under 2023/24 Collegium Humanum University Inauguration och höll ett tal som lyfte fram de framsteg som sker inom AI-området. David Hanson, VD för Hanson Robotics, har betonat vikten av att ‘humanisera’ AI-teknik och att AI måste läras att ‘bry sig om människor’.

Avancerade 3D-skrivare

Medan den första 3D-utskriftstekniken uppfanns redan i början av 1980-talet har den vuxit avsevärt de senaste åren, med en global marknadsstorlek på $18,33 miljarder år 2022. Denna marknad förväntas växa till nästan 100 miljarder dollar år 2032.

När företag började erbjuda billiga konsumentnivå 3D-skrivare på 2010-talet i kombination med mediehysterin, gick jättar som General Electric (GE.TO ) och Hewlett Packard in i området, och nu ser industrin verkliga tillämpningar i områden som:

• Prototypframtagning och produktutveckling
• Tillverkning
• Medicinsk
• Luft- och rymd
• Byggnation
• Bilindustri
• Utbildning
• Forskning och mer

På så sätt stör den traditionella marknader för att hjälpa andra företag att påskynda designslutförande, producera mer och innovera snabbare.

I världen av additiv tillverkning eller 3D-utskrift arbetar företag med att förbättra prestandan hos 3D-skrivare för att möjliggöra specifika processer och användningsfall. Framsteg inom detta område minskar energikraven för additiva tillverkningsprocesser och förbättrar skrivarrörelsen. Dessa framsteg leder till en minskning av kostnaden för 3D-utskrift och hjälper tekniken att bli mer tillgänglig.

Med tanke på populariteten för 3D-skrivare och att innovation är standarden inom additiv tillverkning, arbetar många startups med att förbättra tekniken. Till exempel har den finska startupen Brinter skapat en modulär bioprinter för medicinska och livsvetenskapsindustrier. Deras bioprinter stöder ett brett sortiment av bioink och har inbyggt UV-ljus för desinfektion, vilket gör det möjligt för forskare att skriva ut organ, cancermodeller och personliga läkemedel.

I USA har startupen Verde Mantis utvecklat en skrivbordsskrivare för 3D-utskrift som är enkel att använda och erbjuder plug-and-print-läge. Denna skrivare har också en inbyggd kamera, en självutjämnande plattform och en Raspberry Pi-modul.

Andra framsteg inom 3D-skrivare inkluderar Hybrid PhotoSynthesis (HPS)-teknik som kombinerar SLA (laser) och DLP-teknik för att utnyttja deras upplösning och hastighet, vilket hjälper till att uppnå bättre resultat i resin-3D-utskrift. Förutom att förbättra själva 3D-skrivaren utvecklar företag också nya material.

UpNano är ett sådant företag som skapade UpFlow för förstklassig mikro-3D-utskrift av mikrofluidiska enheter på sin skrivare, vilket möjliggör för medtech-startupen Fertilis att utveckla en cellkulturapparat för IVF-marknaden.

Automation, framsteg inom mjukvara, metall-3D-utskrift och framväxten av den digitala leveranskedjan är andra trender i denna sektor. Dock kvarstår utmaningar i form av skalningssvårigheter, tekniska begränsningar och kostnader för utrustning, material samt för- och efterbehandling.

3D-utskrift får äntligen rampljuset efter att ha legat i skuggorna länge, vilket enligt dess förespråkare så småningom kan massproducera allt från flygkomponenter till medicinsk utrustning.

3. Stratasys

Grundat 1989 är Stratasys känt för att producera lösningar för olika industrier och stoltserar med att deras grundare skapade en av de allra första 3D-skrivarna. Det börsnoterade företaget har ett marknadsvärde på 1 miljard dollar då aktierna handlas till 14,51 dollar, upp 22,34 % i år. Företagets intäkter för de senaste 12 månaderna (TTM) är 630,579 miljoner medan EPS (TTM) är -1,61, P/E (TTM) är -9,03 och ROE (TTM) är -4,82 %.

Nyligen mottog företaget ett oombedd övertagandeerbjudande från Nano Dimension Ltd. (NNDM ) för alla aktier som de för närvarande inte äger för 16,50 dollar per aktie i kontanter, vilket ger företaget en värdering på 1,1 miljarder dollar. Detta kom efter att Stratasys avslutade den föreslagna fusionen på 1,8 miljarder dollar med Desktop Metal på grund av att majoriteten av aktieägarna avvisade avtalet. Nano Dimension äger cirka 14 % av företagets aktier och har gjort flera försök i år att förvärva de återstående aktierna.

När det gäller företagets senaste Fusion Deposition Modeling (FDM)-skrivare, F3300, som är designad för skalbarhet, samarbetade Stratasys med ATI för att bygga en anpassad verktygsbytarare som låter användaren distribuera en av fyra extruderar åt gången. Den ger användaren mer flexibilitet när det gäller extruderredundans samt möjligheten att skriva ut flera färger i en del och integrera två olika upplösningar. Företaget har meddelat att Toyota blir deras första kund att köpa den nya Stratasys F3300 3D-skrivaren.

Klicka här för listan över de bästa 3D-utskrift- och additivtillverkningsaktierna.

Slutsats

Världen förändras i snabb takt, och med det fortsätter företag inom additiv tillverkning att utveckla skräddarsydda material och förbättra prestandan hos 3D-skrivare, medan robotikvärlden ser genombrott som gör dem mer intelligenta och möjliggör effektivare interaktion med människor.

Vi kan förvänta oss att se ännu mer sofistikerade produkter i framtiden, med framsteg inom båda dessa områden som har potential att förändra många industrier, skapa nya möjligheter för sysselsättning och utbildning samt förbättra våra dagliga liv.