Самый подробный обзор складских роботов Amazon

Wired написали длинный текст с обзором того, что творится на складах Amazon в части роботизации. Самый подробный обзор складских роботов Amazon. Путь от Kiva к сонму роботов с олимпийскими именами – Геркулес, Протей и прочим

Источник: Wired

На огромном складе в городе Рединг, штат Массачусетс, я столкнулся с парой роботов, которые напоминают странные зеленые подножки из будущего. Их круглые глаза и счастливые улыбки воссозданы с помощью светодиодов. Они оборудованы миниатюрными лидарными датчиками, которые выглядят как крошечные шляпы, и сканируют близлежащие объекты и людей в 3D. Внезапно, один из них начинает воспроизводить веселую мелодию, его “рот” начинает мигать, а глаза превращаются в сердечки. Как мне объяснили, это означает, что робот счастлив.

Эту машину, которую Amazon называет Proteus, сложно сравнить с другими промышленными роботами, которые, как правило, также выразительны и осознают окружающее, как реальные подножки. “Подождите, почему робот должен быть счастлив?” – спрашиваю я. Софи Ли, программист-инженер в Amazon, объясняет, что способность выражать радость может помочь Proteus более эффективно взаимодействовать с людьми.

Proteus задействован в переноске пластиковых контейнеров, размером с чемодан и наполненных пакетами, к грузовикам в погрузочной зоне, где также работают люди. Робот достаточно умный, чтобы различать людей и неодушевленные объекты и самостоятельно решать, как обойти коробку или человека на своем пути. Но иногда ему требуется обратиться к кему-то, чтобы уступили ему дорогу, или сообщить о том, что он застрял. И он делает это, показывая различные цвета своим “ртом”. Недавно Ли добавила сердцеобразные глазки, чтобы Proteus мог также сигнализировать о выполнении своей задачи в соответствии с планом.

“Мы надеемся, что Proteus сделает людей счастливыми”, – говорит Ли, имея в виду работников, которые будут работать вместе с роботом, перенося пакеты из контейнеров в грузовики. “А если нет, то по крайней мере, они должны выполнить то, что от них ожидают”.

Я понимаю, что жизнерадостность робота может вызывать у некоторых людей раздражение. Но, возможно, приветливое общение может быть полезным среди новой волны автоматизации, которая вскоре охватит фулфилмент-центры Amazon.

Proteus – это только одна из единиц в армии высокоинтеллектуальных роботов, которые в настоящее время интегрируются в полностью автоматизированные центры выполнения заказов Amazon. Некоторые из этих машин, включая Proteus, будут работать бок о бок с людьми, а также выполнять задачи, которые ранее выполнялись исключительно людьми.

Например, Sparrow – робот, представленный в ноябре 2022 года, может извлекать отдельные товары из ячеек хранения и помещать их в большие пластиковые контейнеры. Это представляет собой шаг к поиску робототехнического аналога человеческой ловкости – “святого грааля” робототехники и проблемы автоматизации массовых ручных работ. Кроме того, в прошлом году Amazon вложила средства в стартап, который разрабатывает андроидов, способных переносить коробки.

Последние разработки Amazon в области робототехники могут существенно изменить баланс между автоматизацией и людским трудом в масштабах всей компании и отрасли в целом. Когда Amazon впервые внедрила большое количество роботов после покупки стартапа Kiva Systems и его роботов-переносчиков в 2012 году, она перепроектировала свои центры выполнения заказов и дистрибутивную сеть, ускорив доставку и захватив большую долю рынка.

Сейчас крупнейший интернет-ритейлер, возможно, находится на пороге еще одного значительного сдвига, поскольку новые роботы уже начинают изменять работу фулфилмент-центров и взаимодействие с сотрудниками. Некоторые рабочие места могут быть упразднены, в то время как появятся новые – при условии, что бизнес продолжает расти. Конкуренты, как всегда, будут вынуждены адаптироваться к изменениям или отставать.

Прогрессивное Будущее

Proteus это не единственный робот, который проходит стадию испытаний в Центре Reading, где расположена Amazon Robotics – лаборатория и производственный цех для складских роботов компании. Вблизи, группа маленьких синих мобильных роботов, размером с газонокосилку, выполняет своё рода алгоритмический балет. Я наблюдаю, как они последовательно входят в большие машины для диагностики их колес и других функций. Те, которые проходят проверку, затем перевозятся под пешеходной дорожкой в упаковочные ящики, откуда они направляются в фулфилмент-центры Amazon.

Этот визит предоставляет уникальный взгляд на процесс создания промышленных роботов Amazon. Мой гид – Ксавьер Ван Чау из отдела PR Amazon, прилетевший сюда прямиком из штаб-квартиры компании в Сиэтле, бодрый и полный энергии благодаря большому количеству кофеина. Пока инженеры Amazon Robotics демонстрируют машины, способные радикально изменить границы между человеческой и машинной работой, Ван Чау рассказывает мне о многочисленных историях сотрудников, которые привязались к своим роботам-коллегам или наслаждаются своими новыми ролями, связанными с работой с роботами.

Несмотря на утверждения Amazon о том, что благополучие сотрудников – это ее приоритет, некоторые сотрудники фулфилмент-центров поделились историями о том, как компания давит на них ради повышения производительности. В начале года американские регуляторы обвинили Amazon в нарушении правил безопасности на рабочем месте, что вызвало забастовки в нескольких штатах США и Великобритании. Согласно утечкам документов, полученных Vox, Amazon ожидает усиления проблем с наймом достаточного числа складских работников в США, отчасти из-за высокого уровня текучести кадров. Быстрое применение робототехники может помочь компании справиться с некоторыми из этих проблем.

Однако для замены человеческого труда нужно сначала создать этих роботов. И здесь большую роль играют люди. На ближайшей производственной линии, работники Amazon усердно собирают роботов, перемещая большие части металла с помощью механических манипуляторов и устанавливая электронные компоненты, датчики и двигатели.

С момента начала использования роботов Amazon, количество рабочих мест, связанных с производством и обслуживанием роботов, значительно увеличилось. В 2021 году компания открыла новое производственное предприятие для создания роботов в Уэстборо, штат Массачусетс. Однако это увеличение рабочих мест в производстве и инженерии означает, что другие вакансии в Amazon изменяются или даже исчезают.

Искусственная эволюция

Первые роботы Amazon, появившиеся после приобретения Kiva, были невысокими оранжевыми устройствами – предками современного Proteus. Они строго следовали предустановленным маршрутам внутри огромных огороженных зон. Роботы поднимались под стеллажи, заполненные товарами, и передавали их рабочим на границе автоматизированной зоны. Сотрудники собирали заказы клиентов, паковали их в контейнеры для дальнейшей упаковки и доставки.

Такая автоматизированная система сбора позволила Amazon хранить больше товаров в одном месте и обеспечивать быструю доставку клиентам. Это помогло компании занять лидирующие позиции в сфере электронной коммерции среди клиентов, инвесторов и конкурентов. С 2010 по 2020 год продажи Amazon увеличились в 10 раз – с 34 до 386 миллиардов долларов, и количество роботов также заметно выросло. За период с 2013 по 2023 год общее число роботов, произведенных Amazon, увеличилось с 10 000 до 750 000.

Сегодня три четверти всех товаров Amazon в какой-то момент обрабатываются роботами компании. 750 000 мобильных роботов в более чем 300 фулфилмент-центрах Amazon по всему миру являются потомками первых машин Kiva. Более 1,3 миллиона сотрудников Amazon работают в этих подразделениях. Хотя Ксавьер Ван Чау из Amazon отказывается делать прогнозы о будущем росте числа роботов, он утверждает, что число используемых роботов “будет продолжать расти очень быстро”. Это значит, что доля роботов в обработке заказов и процессе работы складов Amazon в ближайшие годы, скорее всего, будет только увеличиваться.

Сегодня наиболее распространенные роботы Amazon – это синие автономные устройства, называемые Hercules, которые я наблюдал, как они загружаются в специальные контейнеры для транспортировки. Они входят в семейство машин в клетках, созданных в Amazon, которые носят имена из греческой мифологии.

Hercules, также известный как тяжеловес, перемещает полки к рабочим, которые собирают заказы. Он во многом заменил предыдущие роботы компании, Kiva. Pegasus, колесный робот с уклоненной конвейерной лентой на вершине, сбрасывает пакеты в контейнеры, которые затем направляются к грузовым площадкам. Xanthus, уменьшенная модель Pegasus, выполняет роль основного средства передвижения, обрабатывая такие задачи, как перемещение пустых контейнеров туда, где они нужны.

Новейший и более продвинутый робот, Proteus, введенный в эксплуатацию в центре обработки заказов в Нэшвилле, Теннесси, ранее в этом году, стал первым мобильным роботом Amazon, который оперирует за пределами зон безопасности. Он предназначен для более широкого круга задач, чем предыдущие автономные роботы компании, а обновления программного обеспечения постепенно расширяют его способности. Эти роботы являются представителями нового поколения, которые появились в Amazon благодаря последним успехам в области искусственного интеллекта.

Не далее как через комнату от того места, где Proteus проводил свой манипуляционный танец, расположен робот-рукой Cardinal. Этот робот тестируется в связке с автономным устройством. Cardinal похож на робота, которого можно встретить на автомобильном конвейере. Они стационарны, но вместо традиционного металлического зажима оснащены манипулятором с вакуумными присосками, напоминающими огромного кальмара. Cardinal использует искусственное зрение для распознавания и определения способа извлечь тяжелые пакеты из скопления, движущегося по конвейеру. Они поднимают пакеты при помощи вакуумных присосок и перекладывают их в контейнер Proteus, который затем транспортирует груз к ожидающим грузовикам.

Синье Лю, старший продуктовый менеджер Cardinal, внимательно следит за тем, как робот сортирует посылки. Не так давно она вернулась из центра обработки заказов в Нэшвилле, где проходят тестирование Proteus и Cardinal. Лю рассказывает, что из-за резкого роста спроса сотрудников в центре было настолько мало, что она решила сама помочь с упаковкой коробок. По ее словам, величина операций Amazon – потрясающее разнообразие товаров, которые компания хранит, и огромное количество заказов, которые обрабатываются ежедневно – делают Amazon уникальным местом для работы специалистов по робототехнике.

Один из новейших роботов Amazon – Robin, также оснащен большой роботизированной рукой и занимается переносом пакетов с конвейерных лент на “спины” ожидающих роботов Pegasus. Компания уже внедрила более 1000 таких роботов, и, как стало известно из отчета о доходах за апрель 2023 года, Robin уже обработал более миллиарда посылок.

Захватывающий опыт

Между человеком и машиной все еще есть большое расстояние. Несмотря на быстрое развитие роботов, Amazon до сих пор не может автоматизировать многие задачи, которые обычно выполняют люди. Рассмотрим, например, такую задачу как извлечение товара с полки для отправки его клиенту. Если клиент заказывает маленький пинцет для бровей, вам сначала придется найти его среди множества других товаров, потом умело его поднять, перевернуть для прочтения этикетки и все это сделать, не роняя товар.

Это кажется простой задачей для человека, но на самом деле включает сложные аспекты восприятия и координации. Внедрение таких способностей в роботы стало огромным вызовом. Но прогресс в области компьютерного зрения, роботизированных механизмов захвата и роботизированного оборудования за последние десять лет позволил заменить человеческие руки на роботов в некоторых случаях.

С 2015 по 2017 год Amazon проводила соревнования с денежными призами, где ученым предлагалось создать роботов, которые могли бы работать со широким ассортиментом товаров на полках. Несмотря на это, за кулисами, наверняка, велось гораздо больше исследований в области роботизации. В ноябре прошлого года компания представила Sparrow, роботизированную руку меньшего размера, способную доставать до сумки и надежно захватывать 65% из более чем 100 миллионов товаров, хранящихся на складах Amazon. Этот процент достаточно высок, чтобы компания могла начать перестройку некоторых операций с использованием роботов.

Тай Брейди, ведущий технолог в Amazon Robotics, утверждает, что обширный ассортимент товаров Amazon дает компании конкурентное преимущество. “Методы машинного обучения позволяют роботам самостоятельно решать, что и как выбирать”, говорит Брейди. “И благодаря подключению к облаку, эти знания можно мгновенно делиться и распространять по всем подразделениям”.

Иными словами, роботы Amazon со временем станут эффективнее и надежнее, поскольку в их модели искусственного интеллекта будет накапливаться все больше данных. Этот непрерывный процесс обучения, вероятно, уже приносит свои плоды.

Во время моего посещения робототехнического цеха в Рединге, я увидел, как Amazon работает над расширением своего робототехнического арсенала. Проходя мимо сети автономных роботов, мы наткнулись на небольшую группу инженеров, работающих над новым роботом с рукой, способной собирать предметы из большого пластикового ящика. В отличие от Sparrow, эта установка использовала так называемую “кооперативную роботизированную руку”, предназначенную для работы рядом с людьми. Возможно, в будущем люди и роботы будут работать вместе в процессе подбора товаров в Amazon.

“Э-э … это ерунда”, – сказал Ван Чау, поторапливая нас. “Это просто эксперимент”.

Рабочие места завтрашнего дня

Долгосрочное видение Amazon на будущее, где роботы будут играть большую роль, значительно отличается от текущего состояния, где все еще преобладает человеческий фактор.

На расстоянии пары часов езды от Рединга, в Виндзоре, штат Коннектикут, компания построила новый объект площадью 3,8 миллиона квадратных футов, известный как BDL4. Когда мы приезжаем, нет ни малейших признаков того, что роботы вот-вот примут власть. Парковка почти полностью занята, и работники начинают новую смену, многие из которых убирают свои вещи в прозрачные пластиковые рюкзаки. Это не модный аксессуар – прозрачные рюкзаки помогают ускорить процесс прохождения безопасности. Надев защитные жилеты и наколенники, мы входим внутрь.

Все сотрудники, с которыми мне удается поговорить в BDL4, кажутся без исключения энергичными и отзывчивыми. Эллисон Ким, старший операционный менеджер, организует тур с использованием золотого микрофона-игрушки, который помогает ее голосу быть слышимым среди постоянного шума механизмов. А также есть Алекс Сабиа, динамичный мужчина, который не упускает возможности рассказать о своем пристрастии к белку в пище. Его задача – предотвращать травматизм сотрудников, побуждая их к регулярным перерывам, обеспечивая эргономичность рабочего места и предлагая упражнения по физиотерапии. Говоря с ним, я начинаю чувствовать себя довольно усталым.

На первом этаже здания доминируют конвейеры, перемещающие пакеты туда и сюда. Со второго по пятый этажы, люди заняты сбором товаров с полок, которые роботы Hercules доставляют из огромного огороженного склада, где находятся только роботы. Освещение в этих зонах минимально, так как машинам не требуется видеть для ориентации. Масштабы впечатляют. Люди, снимающие товары с полок вдоль границы между человеческой и роботизированной зонами, в светлых и темных областях соответственно, постепенно уменьшаются в числе.

Среди сборщиков я замечаю одного работника с фонариком на шее, планшетом в руках и что-то напоминающим короткую хоккейную клюшку. Он открывает дверь в роботизированную зону, входит и закрывает ее за собой. Его работа заключается в помощи, когда роботы Hercules уронят что-то, что часто означает поднятие предмета с пола с помощью хоккейной клюшки среди нескольких роботов. Они называются “специалисты по амнистии”, поскольку в корпоратативном жаргоне Amazon предметы, уроненные роботами, классифицируются как “объекты амнистии”. Пока я наблюдаю, как этот человек-посредник отправляется в зону роботов, их свет постепенно угасает во тьме.

Этажом ниже, в месте, где коробки с продуктами упаковываются в грузовики, явное преобладание машин над людьми. В сердце помещения кишат около 12 000 роботов Pegasus. Они размером похожи на миниатюрные версии газонокосилок-роботов Hercules, которых я видел ранее. Бесконечно мчатся из одной точки в другую, они выбрасывают коробки в отверстия в полу, ведущие к грузовым докам. Каждый раз, после того как робот освободится от груза, он возвращается на парковочное место где-то на этом этаже. На периферии этой зоны роботы загружаются снова, но уже не людьми-сборщиками, а роботизированными манипуляторами Robin, снимающими коробки с конвейерных лент.

Этот отчет показывает, что автоматизация способна взять на себя выполнение определенных задач, которые ранее могли выполнять только люди. В некоторых случаях, отдельные рабочие места могут даже исчезнуть. Для конкретного работника замена его работы машиной может быть уничтожительной, но на общем рынке труда ситуация сложнее. Одно из американских исследований показало, что каждый внедренный робот на производстве заменял примерно трех работников. Однако другие исследования указывают на то, что компании, активно внедряющие роботов, иногда увеличивают общее количество рабочих мест.

“Я не особо беспокоюсь о том, что в ближайшем будущем мы полностью исчерпаем рабочие места для людей”, – говорит Эрик Бриньольфссон, директор Лаборатории цифровой экономики в Стэнфорде и эксперт по вопросам влияния искусственного интеллекта и автоматизации на рабочие места. “Если уровень безработицы увеличится в течение следующих нескольких лет, я не думаю, что это будет результатом автоматизации”.

Основные вопросы здесь касаются количества и характера новых рабочих мест. Внедрение роботизации Amazon может создать более высокооплачиваемые производственные вакансии для некоторых, однако также может привести к увеличению спроса на водителей-курьеров, которые обычно являются работниками сторонних подрядчиков.

Новые роботы Amazon могут влиять на рабочую силу и другими путями. Более активное применение робототехники на предприятии BDL4 позволяет Amazon обрабатывать больше видов работ, таким образом, как покупка Kiva позволила разместить больше товаров на одной площади. В крупнейших регионах Amazon, после упаковки заказов, их обычно отправляют в региональные сортировочные центры, которые группируют посылки по географическим зонам, увеличивая эффективность распределения. Однако новый BDL4 включает эту сортировку, устраняя необходимость дополнительных процедур и ускоряя весь процесс.

В последнее время профсоюзы, выступающие против жестких условий труда на складах Amazon, усиливали давление на компанию, устраивая забастовки или другие акции в сортировочных центрах, которые могут стать слабым звеном в ее распределительной сети. Если сортировка происходит в том же месте, где и сбор заказов, центры, такие как BDL4, могут потенциально уменьшить уязвимость Amazon перед промышленными действиями. С другой стороны, по мнению Рэнда Уилсона, организатора труда, который работал с сотрудниками Amazon, работники, которые сохраняют свои рабочие места после внедрения большей автоматизации, на самом деле могут обладать большим влиянием, поскольку их работа становится более специализированной, и для Amazon будет сложнее их заменить.

Что бы вы ни думали об Amazon, трудно не восхищаться безжалостной эффективностью компании. Смелый шаг компании по внедрению большего количества роботов, несомненно, порадует многих ее клиентов ускорением сроков доставки. Но это также окажет влияние на миллионы работников и тысячи других компаний, которые конкурируют с Amazon, на долю которой приходится более половины всех онлайн-покупок в США.

Через пару недель после визита я получил электронное письмо от Ван Чау из Amazon. Он сообщает мне, что повредил руки в дорожно-транспортном происшествии и вынужден временно писать свои электронные письма, используя программное обеспечение для преобразования голоса в текст. “Роботы помогают мне писать это электронное письмо”, – шутит он, затем намекает на многие будущие достижения Amazon в области автоматизации. “Новейшие инструменты для конечных пользователей безумно круты”, – сказал он. “Но, к сожалению, я не могу поделиться подробностями”.

Уилл Найт - старший автор WIRED, освещающий искусственный интеллект.

Задорожный Сергей