כן אדוני הרובוט

ברגע שמייקל דוסון-הגרטי התפרץ למשרד שלי, לבוש במעיל רתכים מפוחם בצבע ירוק זרחני ועוטה חיוך רחב, ידעתי שהוא והשותף שלו ניצחו. מטרתם הייתה לרתך שִלדה מרחבית ממתכת לכלי רכב צבאי מסוג האמֶר, שנעשה בו שימוש נרחב בעיראק ובאפגניסטן [וגם בצה"ל], ולרתך אותה מהר יותר מאשר צוות מומחים בעלי עשרות שנות ניסיון.

זו הייתה העבודה המקצועית הראשונה של דוסון-הגרטי. הוא השלים זה עתה את התואר השני שלו והצטרף לצוות המהנדסים של המכון לרובוטיקה באוניברסיטת קרנגי מלון, כך שאפשר לומר שהוא היה מתוח מעט כשהתחיל במשימה. אבל, למען האמת, מי שהדאיג אותי יותר היה השותף שלו, שהיה מהימן למדי אך נטול כישורים חברתיים.

השותף הזה היה רובוט, דומה למכונות התעשייתיות הענקיות שאנחנו בדרך כלל מקשרים עם פסי ייצור במפעלי מכוניות. אלא שהמפלצות הרובוטיות ההן עובדות בתוך כלובים, כדי לתת לבני האדם מרחק ביטחון ממהלומות אוטומטיות עיוורות. לעומת זאת, ספיטפייר, רובוט הריתוך שלנו, שגובהו כארבעה מטרים והוא מצויד בזרוע אחת ובעין לייזר, מיועד לעבוד לצד אדם. כמו כן, במקום שספיטפייר יקבל פקודות מדוסון-הגרטי, העדיף הצוות לעבוד בדרך הפוכה: הרובוט הכתיב את הצעדים הבאים, ואת מלאכת המיקום והריתוך המסובכת חלקו ספיטפייר ודוסון-הגרטי בהתאם להחלטה שלהם מי מן השניים יוכל להשלים כל צעד באופן היעיל ביותר. לעתים קרובות הרובוט, ולא האדם, הוא שתפס פיקוד.

באמצעות חלוקת העבודה הזאת, דוסון-הגרטי ושותפו הרובוט בנו את המסגרת בתוך 10 שעות ובעלות של 1,150 דולר, ובכלל זה חומרי הגלם והעבודה. המומחים ששכרנו כקבוצת ביקורת ביצעו את אותה משימה ב-89 שעות וחייבו אותנו בתשלום של 7,075 דולר.

ההשלכות הכלכליות של אפשרות אנושית לעבוד עם רובוט, ולהפך, יכולות להיות עצומות. בתי חרושת יוכלו להיפטר מפסי ייצור בעלי תיאום מדוקדק ומייגע ולחסוך מיליארדים בעלויות הכנת הציוד. צריך לשנות מוצר פופולרי? צוותי רובוטים ואנשים יכולים ליצור גרסאות ייעודיות של כל דבר, ממוצרי אלקטרוניקה ועד מטוסים, בלי שיהיה צורך בהתאמה יקרה של הכלים. טכנולוגיה כזאת תאפשר לחברות להגיב במהירות לדרישות הצרכנים, ולעדכן מוצרים בתוך שבועות במקום שנים. גם העובדים האנושיים ייהנו מן האתגרים המתחדשים ללא הפסק בשטח הייצור. מסיבות אלה, בין השאר, עלינו להבין שבסופו של דבר רובוטים יכולים להיות יעילים בתור מפקחים יותר מאשר בתור עבדים.

לשמור על הראש

ההגדרה המדויקת של רובוט היא תמיד נושא לוויכוח. קהילת חוקרי הרובוטיקה מגדירה אותם כמכונות שמסוגלות לחוש, לחשוב ולפעול באופן עצמאי. אבל אין זה לגמרי מדויק: וסת הטמפרטורה של המיזוג בבית שלכם יכול לעשות את כל זה, אך לא הייתם קוראים לו רובוט. ההבדל הוא שווסת הטמפרטורה הוא רק חלק קטן מן התפקוד הכולל של הבית. רק כשהפונקציות ה"רובוטיות" משרתות את התפקוד העיקרי של האובייקט, אפשר לראות בו רובוט. לדוגמה, כשמכונית אוטונומית נעזרת בחיישנים ובבינה מלאכותית כדי לנסוע ממקום למקום, תפקידה העיקרי של מכונית, היא הופכת לרובוט.

יצרנים משתמשים ברובוטים כבר יותר מחמישים שנה לשיפור יעילות הייצור באמצעות אוטומציה. עם זאת, הרובוטים היו מכונות ייעודיות, שמצטיינות למשל בריתוך של קבוצת מַחבְּרִים מסוימת בכל מכונית שמגיעה לפס הייצור. בני אדם היו אחראים לארגון ולהכנה של פס הייצור כך שינצל את הכוח והדיוק של הרובוטים.

התהליך הזה מתאים למוצרים שמיוצרים בפסי ייצור בכמויות של עשרות אלפים, כגון מכוניות. ואולם, עם התפתחות הייצור המותאם, שבו ספקים מייצרים כמויות קטנות של מוצרים לפי דרישה, הזמן הדרוש להכנת פס ייצור לתהליך ריתוך או לעיבוד שבבי נעשה צוואר בקבוק של ממש. הכנת הרובוטים לעבודה מצריכה הרבה יותר מדי זמן, לעתים אף חודשים. בני אדם צריכים לתכנן את סדר הריתוך, להדק את החלקים, לתכנת את הרובוט, להכין מאגרים של חומרי גלם ולמצוא את הפרמטרים המיטביים לריתוך.

ציוות של אדם כמו דוסון-הגרטי אל רובוט-ייצור יכול לצמצם את זמני ההכנה במידה ניכרת. בעבר, השתמשו מתכנתים בקוד מיוחד כדי לומר לרובוטים איך לנוע. כיום, כל מה שדרוש כדי להקים פס ייצור חכם הוא קובץ תב"ם (תכנון בעזרת מחשב) של המוצר. אלגוריתמים ידאגו לתרגם את התֶכֶן שבקובץ לרשימת מטלות בשביל הרובוט.

ואף על פי כן, תכנון של פס ייצור אינו האתגר היחיד. לאנשים ולרובוטים קשה לעבוד יחד. רובוטים תעשייתיים זזים מנקודה לנקודה ומתעקשים להגיע ליעדם הסופי, ואחת היא אם הדרך פנויה או אם יש בה מכשול כלשהו. היצרנים מתכנתים את הרובוטים כך שיבצעו משימה אחת, שוב ושוב, עד שהחלקים נגמרים. אם מכשול פיזי כלשהו מונע ביצוע של תנועה, הרובוט התעשייתי עובר למצב שגיאה ובעצם מכבה את עצמו. זה עדיף מן האפשרות האחרת, שהיא לחלוף דרך ראש של מישהו, אך זה גם לא מועיל במיוחד. חשבו כמה מעט עבודה היה אפשר לבצע אילו עובדים בצוות היו קופאים בכל פעם שהתקרבו בטעות זה לזה.

הרובוטים התעשייתיים של הדור הבא ייבנו כך שיהיו בטוחים מעצם טבעם לעבודה בסביבת אנשים. אם רובוט יפגע בטעות באדם, המכה לא תהיה קטלנית ואפילו לא מסוכנת. המכונות יהיו מודעות למיקום בני אדם בסביבת העבודה שלהן, ויוכלו לתקשר אתם באמצעות קולות, מחוות, "הבעות פנים", טקסט וגרפיקה.

יצרני רובוטים כבר בונים מכונות שיעמדו בדרישות של כוח העבודה התעשייתי המודרני. ספיטפייר מבוסס על רובוט של חברת ABB, שבסיסה בציריך, עם תוספות מיוחדות שתוכננו ונבנו בקרנגי מלון. חברת ABB מוכרת גם את פרידה, רובוט בעל שתי זרועות שמתוכנן לפעול באופן בטוח בסביבת אנשים. חברת Rethink Robotics מבוסטון, שנוסדה בידי רודני ברוקס (ממייסדי iRobot), פיתחה את בקסטר, בעל שתי זרועות ומערך חיישנים שמקל על תכנות הרובוט לעומת דגמים ישנים יותר.

ההשלכות הכלכליות של אפשרות אנושית לעבוד עם רובוט, ולהפך, יכולות להיות עצומות.

בשביל לתכנת את בקסטר, המפעיל מנחה אותו באופן ידני לבצע סדרת תנועות, שעליהן הרובוט חוזר אחר כך. הדבר מתבצע בעזרת אלגוריתמים פשוטים של למידה ובעזרת עיבוד תמונה. לדוגמה, אם אדם מראה לבקסטר איך להרים חלקים ממסוע נע, בקסטר יתאים את עצמו וילמד כיצד לעשות זאת, אפילו אם החלקים יגיעו בזמנים לא סדירים ובמיקומים לא סדירים.

חברת Willow Garage ממנלו פארק שבקליפורניה יצרה רובוט הדגמה נייד ששמו PR2, בעל שתי זרועות, ראש ומערך חיישנים. בדומה לפרידה ולבקסטר, PR2 מיועד לעבוד בבטיחות לצד בני אדם. כאן בקרנגי מלון אנחנו נעזרים ב-PR2 להגשת משקאות וחטיפים למבקרים בסביבות חסרות סדר באופן יחסי.

יחס של כבוד

לא זו בלבד שספיטפייר לומד מבני אדם: הוא אף חכם דיו כדי להדריך אותם. הוא מחלק פרויקטים גדולים לשלבים קטנים, ונותן כל משימה ומשימה למי שיכול לבצע אותה מהר יותר, אדם או רובוט, ללא העדפה של צד כלשהו.

דוסון-הגרטי וספיטפייר התחילו את משימת ריתוך המסגרת בניסוח של רשימת החומרים הדרושים, מתוך תיאור התב"ם של השלדה. על סמך רשימת הקניות הזאת, המחשב של הרובוט תכנן באופן אוטומטי אילו חלקים צריך להזמין מספקים וכיצד לחתוך צינורות פלדה סטנדרטיים לאורך המדויק הדרוש. לאחר מכן תכנן המחשב את סדר הפעולות המיטבי לביצוע הריתוך וציין מהי הדרך הטובה ביותר להחזיק את החלקים כך שלא יזוזו במהלך העבודה.

ציידנו את ספיטפייר גם במקרן זעיר, כדי שיוכל להציג תמונות וטקסט היישר על שלדת המתכת. התמונות האלה שימשו כעין "מציאות מתוגברת". הרובוט השתמש במקרן כדי להראות לדוסון-הגרטי, שלב אחר שלב, כיצד להכין את תהליך הייצור המורכב: היכן לשים חלקים ומַקַבְּעים שונים בסביבת העבודה, ובאיזה סדר לבצע את פעולות הריתוך. דוסון-הגרטי הכניס כל דבר למקומו. כאן, האדם היה הבחירה המועדפת למה שהיינו מכנים בשם "עבודה שחורה", מכיוון שהחלקים היו קלי משקל באופן יחסי והגיעו במגוון צורות, שיד אנושית יכולה לתפוס בקלות.

ספיטפייר השתמש גם בחיישן העתק באמצעות לייזר (laser displacement sensor), לתפיסה מדויקת של אזור העבודה שלו בתלת-ממד ולווידוא שכל החלקים מיושרים כהלכה. בעזרת החיישן והמקרן הוא היה מסוגל להדגיש מיקומים מדויקים על השלדה המרחבית ולהוביל את האדם, שלב אחר שלב, בתהליך הבנייה.

לאחר שהצוות סידר את החלקים המיועדים לריתוך, השתלט ספיטפייר על העניינים וביצע את העבודה בזריזות. ספיטפייר הוא לא רק רתך מהיר – נדרשות לו חמש שניות לריתוך של חמישה סנטימטרים – אלא גם איכותי. בדרך כלל, לפני כל עבודה, יכוונן רתך מומחה כ-20 פרמטרים חשובים לריתוך, כגון מתח חשמלי, מהירות עבודה וקצב הזנת תיל הריתוך. בניסוי שלנו הורינו לספיטפייר לבנות ניסויים שיוכל להריץ בכוחות עצמו, כדי להגיע למיטוב של כל המשתנים האלה. במהלך הניסויים, מדד ספיטפייר את תוצאות הרצות הניסוי וכיוונן את ההגדרות כדי לשפר את הביצועים. במילים אחרות, הרובוט לימד את עצמו להיות רתך מומחה.

לנוכח העובדה שבניית השלדה מצריכה 400 פעולות ריתוך, המהירות והמיומנות של ספיטפייר הן בגדר יתרון עצום. אלא שספיטפייר אינו מושלם: בכמה מקרים הוא לא היה מסוגל להגיע לנקודות ריתוך מסוימות, ואז הורה לדוסון-הגרטי להחליף אותו ולבצע את הפעולות הבעייתיות.

להדליק את האור

קשה, אמנם, לחזות מתי בדיוק צמדי אנשים ורובוטים יתחילו לעבוד בדואט בבתי החרושת, מכיוון שיצרנים אינם ממהרים בדרך כלל לאמץ טכנולוגיות חדשות. עם זאת, היתרונות הברורים של אוטומציה חכמה אמורים להוביל את החברות לאימוץ של מערכות שיתוף פעולה כאלה בתוך כחמש שנים. חזון הייצור המתקדם שלנו רחוק מאוד מן הייצור "באורות כבויים" שתיאר קורט וונגוט ב- 1952, בספרו Player Piano. בסיפור הזה, הייצור בוצע על ידי בתי חרושת ממוכנים לגמרי, והעבודה נעשתה מיותרת, חיי הפועלים הפכו לחסרי משמעות ובני האדם נעשו מרירים: עתיד בלתי נסבל, אך גם לא הכרחי.

דרך טובה יותר להתקדם תהיה בשיתוף פעולה בין בני אדם לבין רובוטים, בצוותים שבהם המשימות מוקצות בגמישות על פי היכולות. תקוותנו היא שהעובדים האנושיים ישאבו סיפוק מן המעורבות העמוקה בתהליך הייצור של מוצרים, אפילו אם לעתים הם יקבלו הוראות ממכונה.