지속 가능한 로봇공학의 5가지 수준

UN 지속가능발전목표를 살펴보면, SDGs를 진전시키는 데 로봇이 큰 역할을 한다는 것이 분명합니다. 그러나 지속 가능한 로봇공학 분야는 단순한 응용 분야 그 이상입니다. 지속 가능성 측면에서 로봇 공학이 향상될 수 있는 모든 응용 분야에 대해 다음 질문도 해결되어야 합니다. 공급망에 따른 추가 비용이나 이점은 무엇입니까? 문제를 해결하기 위해 로봇을 사용하는 ‘외부 효과’ 또는 추가 비용/이점은 무엇입니까? 로봇공학의 사용은 다음의 감소 또는 증가를 의미합니까?

에너지 비용 생산 비용 인건비 공급망 비용 공급망 마일리지 원자재 소비 및 원자재 선택

글로벌 경제 및 환경 문제를 해결하는 것이 기존 문제를 늘리거나 새로운 문제를 발생시키는 것을 의미해서는 안 됩니다. 그렇기 때문에 로봇 공학이 글로벌 지속 가능한 개발 목표를 해결하고 로봇 공학이 영향을 미칠 수 있는 모든 수준을 다룰 수 있는 1차적인 방법을 넘어서는 것이 중요합니다.

여기에서는 자율성의 5가지 수준이 자율 이동성의 단계를 정의하는 데 도움이 된 것과 같은 방식으로 토론의 틀을 잡기 위해 지속 가능성의 5가지 수준을 제안합니다.

레벨 1: 기존 재활용 로봇

지속 가능한 로봇 공학 레벨 1은 단순히 기존 지속 가능성 프로세스를 보다 효율적이고 저렴하며 배포 가능하게 만드는 것입니다. 재활용을 개선합니다. 좋은 예가 되는 회사는 AMP Robotics, Recycleye, MachineEx, Pellenc ST, Greyparrot, Everlast Labs 및 Fanuc입니다. Fanuc의 설명 영상입니다.

EverestLabs의 CEO인 JD Ambati는 “AI와 로봇 팔 덕분에 식물이 이전보다 10, 20, 30% 더 많이 회복하는 것을 보았습니다.”라고 말했습니다. “그들은 매립지로 인해 수백만 달러의 손실을 입었고, AI 덕분에 손실의 가치를 파악하고 이를 포착하기 위해 로봇 팔을 배치할 수 있었습니다.”

다른 Tier 1 사례에서는 로봇을 사용하여 양식업을 더 잘 모니터링하거나 로봇을 사용하여 태양광 발전소와 풍력 터빈을 청소하거나 설치합니다. 로봇 기술이 기존 재활용 관행을 개선한다면 지속 가능한 로봇공학의 레벨 1에 해당합니다.

레벨 2: 새로운 재활용이 가능한 로봇

지속 가능한 로봇공학의 레벨 2는 로봇공학을 통해 새로운 재료를 재활용하고 새로운 산업 응용 분야에 적용할 수 있는 단계입니다. 이에 대한 좋은 예는 건설 현장에서 목재를 회수하여 다시 사용 가능한 재료로 변환하는 City Machines입니다. 이전에는 어떤 규모에서도 수행하기가 너무 어려웠습니다.

Caterpillar, Bechtel 및 Brick & Mortar Ventures가 후원하는 NASA Habitat Challenge에서 볼 수 있듯이 현장 재료와 로봇 3D 프린팅을 사용한 건축은 또 다른 예입니다.

다른 예로는 Ran Marine의 Waste Shark, River Cleansing 또는 오대호 플라스틱 청소에 로봇을 배치하여 74,000개의 플라스틱 조각을 제거하는 데 도움을 준 퀘벡 회사인 Searial Cleaners와 같이 바다나 호수로 들어가는 쓰레기 수거 로봇이 있습니다. 2020년부터 호수 4개.

Searial Cleaners는 BeBot과 PixieDrone을 해변, 선착장, 골프장에서 청소 도구로 사용하려고 하며 BeBot은 회사 브랜드를 위한 충분한 공간을 제공합니다. 이 팀은 새로운 쓰레기 방지 기술을 활용하기 위한 GLPC(Nice Lakes Plastic Cleanup) 임무를 통해 성장했습니다. 이 프로그램은 또한 물 속에 앉아 잔해를 빨아들이는 Seabin과 빗물 배수를 위한 Enviropod LittaTrap 필터를 포함한 다른 장치도 사용합니다.

이것이 로봇 기술을 이용해 재활용을 실천하는 완전히 새로운 방법이라면 지속 가능한 로봇 공학의 레벨 2에 해당합니다.

레벨 3: 모든 것에 전기를 공급하는 로봇

로봇 공학이 가능하게 하는 가장 큰 지속 가능성 변화 중 하나는 화석 연료를 사용하는 농업, 물류 및 운송 기계에서 BEV 또는 배터리 전기 자동차 기술로의 전환입니다. 배출량을 근본적으로 줄이는 것 외에도 첫 번째, 마지막 및 중간 마일에서 소형 자율 전기 자동차의 사용이 증가하면 전체 이동 횟수가 변경될 뿐만 아니라 부분적으로 충전된 대형 차량의 필요성이 줄어들 수 있습니다.

Monarch Tractor의 MK-V는 세계 최초의 전기 트랙터이며 ‘운전자 옵션’입니다. 즉, 자율적으로 운전하거나 작동할 수 있어 농부에게 더 큰 유연성을 제공합니다. 물론 모든 농업 로봇에서 컴퓨터 비전과 인공 지능의 사용이 늘어나면 지속 가능성이 높아져 화학 솔루션의 필요성이 줄어들면서 정밀 농업이나 재생 농업이 가능해집니다. 기술적으로 이러한 농업 관행 개선은 지속 가능한 로봇 공학의 레벨 2입니다.

그러나 Meropy, Burro.ai, SwarmFarm, Muddy Machines 및 Small Robotic Company와 같은 더 작고 완전 자율적인 농업 로봇을 사용하면 농업 기계와 관련된 크기와 토양 압축도 줄어들고 기계로 농장을 더 작게 만들 수 있습니다. . 지속가능한 로봇공학의 레벨 3입니다.

레벨 4: 로봇

지속 가능성 수준이 높을수록 로봇 시스템의 실제 설계 및 구성이 더 깊어집니다. 화석 연료에서 전기로 전환하는 것은 작은 단계입니다. 또 다른 방법은 현지에서 조달되거나 생산된 재료로 전환하는 것입니다. 재활용 가능한 재료로의 변화는 완전히 지속 가능한 로봇 공학을 향한 한 걸음 더 나아가는 것입니다.

OhmniLabs는 로봇 제작에 3D 프린팅을 사용하여 로봇을 47개국에 수출하는 동시에 실리콘 밸리에서 현지 제조도 가능합니다.

한편, 코넬 연구원 Wendy Ju와 Ilan Mandel은 호버보드와 같은 다른 가전제품의 재활용 부품을 사용하여 로봇의 프로토타입을 제작하거나 로봇을 제작할 수 있는 기회를 설명하기 위해 ‘Garbatrage’라는 문구를 도입했습니다.

연구원들은 “지속 가능성과 글로벌 공급 부족 및 최근 몇 년간의 국제 무역 문제를 고려하여 매립과 같은 관행을 시행해야 할 때가 왔습니다”라고 말했습니다.

이는 레벨 4 지속 가능한 로봇 공학의 훌륭한 예입니다.

레벨 5: 자가 동력/수리 로봇

자가 동력, 자가 치유 또는 자가 재활용 로봇은 지속 가능한 로봇 공학의 레벨 5입니다. 연구에는 수확된 태양광 및 RF 에너지로 작동할 수 있는 배터리가 필요 없는 자율 로봇인 MilliMobile과 같은 솔루션이 있습니다. Paul G. Allen Faculty of Engineering and Laptop Science에서 개발한 MilliMobile은 1페니 크기에 빛과 전파에서 얻은 에너지를 사용하여 스스로 운전하고 주변을 감지하며 무선으로 통신할 수 있습니다.

그러나 그것은 단지 연구에 관한 것이 아닙니다. 지난 2년 동안 여러 개의 태양광 발전 농업용 로봇이 시장에 출시되었습니다. Solinftec은 EcoRobotix 및 AIGEN과 같은 태양열 분사 로봇을 보유하고 있으며 풍력으로도 작동합니다.

모듈형 로봇공학은 여러 개의 전문 로봇을 요구하는 대신 로봇공학을 다목적으로 만들어 재료 낭비와 에너지 요구를 줄입니다. 한편, 자가 전력 공급 및 자가 치유 기술을 통해 로봇은 지구 밖을 포함하여 이전에는 도달할 수 없었던 많은 영역에 들어갈 수 있게 되면서 동시에 그리드에 대한 의존도를 없앨 수 있습니다. 로봇에 자가 치유 소재가 통합되면서 제품 수명 주기가 늘어납니다. 지속가능한 로봇공학 레벨 5입니다.

그리고 미래에는?

우리는 미래를 기대하면서 회사 전체를 지속 가능한 로봇 회사로 전환하는 데 도움이 되는 몇 가지 리소스를 소개합니다. ITA, 국제 무역청 및 OECD 지속 가능한 제조 툴킷의 지속 가능한 제조 101.

참고자료

https://www.cnbc.com/2023/08/08/everestlabs-using-robotic-arms-and-ai-to-make-recycling-more-efficient.html https://www.greenbiz.com/article /great-lakes-are-awash-plastic-can-robots-and-drones-help https://www.economist.com/science-and-technology/2020/02/06/using-artificial-intelligence-agricultural- robots-are-on-the-rise https://www.wired.co.uk/article/farming-robots-small-robot-company-tractors https://information.cornell.edu/tales/2023/09/ 쓰레기 -spin-e-waste-prototypes-gold