Eksklusiv: Inside Autodesks Robotics Lab of the Future

Vårt eksklusive bak kulissene ser på hvordan Autodesk nesten ikke så den banebrytende innovasjonen rett under nesa på dem.

Midt i et høyt, bredt, to-etasjers arbeidsområde med svarte vegger og et konferanserom bygget inne i en oransje fraktbeholder, sitter tre industriroboter inaktiv.



To av dem er identiske, gule FANUCer , fra Japan, den typen som vanligvis brukes i bilproduksjon eller for pick-and-place oppgaver. De heter Castor og Pollux , etter tvillingbrødre fra gresk og romersk mytologi. Her, inne i en av de mange nesten identiske maritime bygningene som ligger langs San Francisco sentrum ved sjøen, uten bil å bygge eller et lager fullt av gjenstander for å plukke av hyller, ser de litt malplassert ut. Det samme gjør deres nærliggende fetter, en enda større, oransje, sveitsisk industrirobot fra Fig det er ennå ukristet, og en mindre enhet, en Universal Robotics UR10 kalt Bishop.

Dette er Pier 9 Workshop, designprogramvaregiganten Autodesk sin private produsentplass, 27 000 kvadratmeter trebutikk, metallbutikk, 3D-skrivere, elektronikk og til og med et kjøkken.



Det er også hjemmet til Autodesk's Applied Research Lab og, som Rask selskap er den første som avslørte selskapets nye Robotics Lab, som hadde vært under omslag siden februar. Castor, Pollux, biskop og deres sveitsiske fetter er ikke malplassert i det hele tatt.




Med kunder i nesten alle større bransjer du kan forestille deg, var Autodesk sikkert godt klar over hvordan roboter hadde blitt en moden forretningsteknologi i løpet av de siste tiårene. Det hadde bare ikke tenkt så mye på hvordan roboter vil fungere sammen med programvare og mennesker i fremtiden. Tankegangen deres endret seg for omtrent et år siden.

For Maurice Conti og hans kolleger kom lyspæreøyeblikket da de så teknologien bak de Oscar-vinnende spesialeffektene i Tyngdekraften .

Blinde flekker

Conti er leder for Autodesk's Applied Research Lab, og direktør for strategisk innovasjon i selskapets kontor for CTO - OCTO, som forklarer blekkspruten på baksiden av visittkortet. Han har mørkt hår, et lett smil og en salt-og-pepper geit, og forrige måned satt han inne på brygge 9 ved siden av en enhjørningskalle og en rosa R2-enhet (som i Stjerne krigen ‘R2-D2) som hadde stjernespillet i den virale videoen Artoo in Love , Husket Conti laboratoriets opprinnelse.



Autodesk bygde en virksomhet på 11 milliarder dollar ved å selge designprogramvare som brukes i utallige selskaper, store og små. Fra enmannsarkitekturbutikker til multinasjonale byggefirmaer, fra Hollywood visuelle effekter-studioer til oseanografiske institutter, Autodesks verktøy-Maya, AutoCAD, 3ds Max, Fusion 360 og mange andre-er produkter som er industristandard.

Applied Research Lab har et unikt, misunnelsesverdig, men vanskelig å fastslå mandat: å identifisere hva Autodesk ikke vet ennå, men må vite om fem år. Eller hundre.

CTO Jeff Kowalski sa: 'Jeg trenger deg til å se på våre blinde flekker,' sa Conti til meg. Og jeg sa: 'Å, per definisjon kan du ikke fortelle meg hvor du skal utforske.'



Nøyaktig.

I 2013 ga Contis team den store sjefen, Autodesk -sjef Carl Bass, en presentasjon om fremtidens produksjon. Det fremhevet fire teknologier: Additiv, for eksempel 3D-utskrift; Subtraktive, for eksempel datamaskinstyrte skjæremaskiner kalt CNC; Bio/Nano, for eksempel syntetisk biologi; og robotikk.

Autodesk var allerede over de tre første, etter å ha investert år og formuer i å utvikle virksomheter rundt seg. Ikke så med Robotics. Vi [hadde] ingenting på gang [der], sa Conti. Ingen strategi, ingen visjon, ingen synsvinkel. Dette [var] et reelt problem.

Omtrent på samme tid besøkte Contis team Bot & Dolly , en robotikkoppstart Google kjøpte i 2013, som hadde opprettet et system for å kontrollere industrielle robotarmer, som de som ble brukt i bilproduksjon, for filmskapere.

Hvis du så på Tyngdekraften , Sandra Bullock-filmen om en astronaut som havnet i en katastrofe på den internasjonale romstasjonen, har du sett Bot & Dollys Oscar-vinnende teknologi i aksjon. Hensikten er å bruke kameraer montert på disse robotarmene for å skyte live-action med den samme pikselpresisjonen Pixar bruker når de lager sine datagenererte filmer.

Vi dro til Bot & Dolly, og jeg gikk 'Oh, shit,' sa Conti. Jeg gikk bokstavelig talt: 'Å, dritt. Vi tar ikke hensyn til [robotikk] slik vi burde være. '

Det var ironisk, siden Bot & Dolly brukte Autodesk sin programvare for å programmere robotene sine. Det er bare det at ingen på Autodesk noensinne hadde forestilt seg noe slikt.

Robotikkplattformen bak Tyngdekraften er alt vårt, sa Conti, og vi visste det ikke engang, fordi det aldri var ment å bli brukt på den måten.

Robotikk var med andre ord en blind flekk. Det var på tide med litt visjon.

Autodesk Robotics Lab

Når vi går inn i Autodesks laboratorium, er den eneste bemerkelsesverdige aktiviteten fra Bishop, som er en type enhet som kalles en industriell robotarm, som i det minste ser ut til å gjøre lite mer enn å tegne primitive former på papir.

Det gir mening, skjønt. Tross alt er anlegget fortsatt nytt, og Conti og teamet hans vet fremdeles stort sett ikke hva de ikke vet om disse maskinene.

En ting Conti vet er at i tradisjonelle industrielle omgivelser er store produksjonsroboter skremmende som helvete for bedriftens drakter. De er store, de beveger seg raskt, og det er derfor de vanligvis holdes inne i bur eller lasergardiner, der de gjør jobben sin og folk ikke får komme inn.

jeg har en drømmetaleanalyse

De er farlige, sa Conti. De kan smøre deg over hele veggen, og du ville ikke vite at det gjorde det før det var for sent.

Når Contis team bestemmer seg for at det er på tide å utforske et nytt område, som robotikk, betyr det å stille mange spørsmål og ... få mange venner som er smartere enn oss, sa han.

Etter mange av disse samtalene, inkludert hos Bot & Dolly, tenkte Conti at en retning å gå etter kan være å finne ut hvordan man kan samarbeide mer med roboter - for å gjøre det mulig for folk å jobbe side om side med industriroboter uten å bli smurt mot veggen .

En idé er å programmere robotene for å se på mennesker og lære oppgavene menneskene gjør.


Det kan [føre til] en mer kreativ, flytende utveksling mellom roboter og mennesker, sa David Thomasson, en hovedforskningsingeniør og medlem av fempersoners Robotics Lab-team. Det er en robot som ser på en håndverker, for eksempel som hugger tre. Og det er å lære hva slags kutt du foretrekker, og det kan komme inn og gjenta dem, eller gjøre varianter av det du gjør, i din stil, slik at dere begge kan jobbe sammen.

Som Thomasson uttrykker det, er mennesker flinke til å oppfatte og løse problemer, mens roboter er gode på styrke og repeterende handlinger. Med nok programvareekspertise kan roboter også lære seg finesser.

Å lære maskinene å lære av menneskene betyr å bruke datasyn, så vel som generell sanseteknologi for problemet, slik at robotene kan forstå hvordan mennesker beveger seg og reproduserer bevegelsene sine.

Jo mer vi kan komme med programvare som kan lære og oppfatte omgivelsene, sa Thomasson, desto mer kapabel blir maskinvaren. Det er en stor grunn til at vi ser [Autodesk har] en plass i robotteknologi som et selskap, fordi det mer og mer er et programvareproblem.

Flytter utover CAD

For et selskap som har tjent enorme penger på dataassistert designprogramvare, skulle du tro at det ville være hellig. Kanskje ikke, foreslår Thomasson. Han forklarer at et internt forstyrrende robotprosjekt faktisk forestiller seg en fremtid uten CAD -programvare.

Tanken er at roboter kan lære et visuelt språk for å kutte former langt mer presist enn mennesker noen gang kunne gjøre for hånd.

Hvis jeg kunne legge litt kryssfiner på en arbeidsbenk, og med blyantmerker angi hva jeg vil kutte ut, sa Thomasson, roboten, og så beveger han seg inn og kutter det jeg vil.

Thomasson viser meg at han kan tegne hjørnemerker på et stykke papir, og biskop svarer med å tegne et rektangel ved hjelp av disse hjørnene. Akkurat nå er det bare å tegne, men det er en tidlig proxy for en laserskjærer.


Som mange ting hos Autodesk var motivasjonen for dette prosjektet Bass, administrerende direktør, en mann som er kjent i selskapet for sin DIY ferdigheter .

hvorfor hater folk android

Bass hadde spurt hvorfor en robot ikke kunne kutte en form tegnet av et menneske. 'Hvorfor skulle jeg måtte hoppe på en datamaskin for å gjøre det,' husket Thomasson Bass og spurte. ‘Hvorfor kan jeg ikke bare gestikulere det?’ Det ble mitt oppdrag de neste ukene. Det er en av de store tingene med å ha en produsent som administrerende direktør.

Skrive ut en bro

Det er fortsatt litt for tidlig å vite alle måtene til Contis team planlegger å bruke robotene sine.

En måte vil være å arbeide parallelt med et prosjekt i Amsterdam til 3D-print en bro . Det prosjektet vil innebære en industriell robot som trykker broen i rustfritt stål i luften, forklarte Conti.

Teknologien eksisterer ikke helt ennå for å trekke det prosjektet, så etter hvert som det fortsetter, og mens Amsterdam -teamet i designfirmaet MX3D utvikler koden sin, kan de sende den tilbake til Autodesk, hvor vi kan justere den og sende den tilbake, sa Conti.

Samtidig jobber Robotics Lab -teamet med nye måter å kontrollere sine industriroboter. Et stort mål, sa Conti, er å få Castor og Pollux til å samarbeide i sanntid med høy presisjon.

Dels betyr det altså å komme på oppgaver de to robotene kan utføre sammen. Conti sa at han ennå ikke er sikker på hva disse jobbene ville være, men en kan være projeksjonskartlegging , en teknikk for å bruke programvare for å projisere bilder på uregelmessige former som bygninger, biler eller til og med sko.

Blant Autodesks inspirasjoner til å komme inn i projeksjonskartlegging er kortfilmen Bot & Dolly Eske , som viser en fantastisk bruk av programvare og nøyaktig kontrollerte roboter.

Vellykket teknologioverføring

Selv om Applied Research Lab vanligvis ikke bekymrer seg for å måtte produsere arbeidet raskt, betyr det ikke at det aldri gjør det.

Når teamet finner tilnærminger med kommersielt potensial, bringer det inn Autodesk -produktledninger så tidlig i prosessen som mulig, slik at alle deler den resulterende innsikten.

Hvis jeg skulle gå til sjefen for [et Autodesk -produkt] -avdeling med et bindemiddel og si: 'Dere burde jobbe med robotikk', vil det aldri skje, sa Conti. Det er ikke overleveringen. Det er ikke, 'Vi har skrevet en haug med kode, nå bygger dere et produkt.' Det er, 'Ja, det er interessant, la oss utforske det sammen.'

Det, la Conti til, er da vi slapp taket.

Det har allerede skjedd til en viss grad med robotikk, ettersom teamet har kommet med helt nye metoder for å kontrollere robotene ved hjelp av Dynamo, et Autodesk visuelt programmeringsspråk. De har også utviklet måter å bruke Fusion 360, selskapets mekaniske design og ingeniørplattform, til å jobbe med robotene.

Sammen har disse to prosjektene allerede gjort Robotics Labs arbeid til en av de mest vellykkede teknologioverføringene vi har gjort, sa Conti, fordi det skjedde veldig, veldig raskt.

Det betyr neppe at laboratoriets arbeid er utført. Det betyr bare at Conti og hans kolleger kanskje må se litt lenger inn i fremtiden for å se neste blinde flekk. Og de må få flere smarte venner.

Vi vil fortsette å gjøre robotikk, sa Conti, men det kan se veldig annerledes ut enn det gjør i dag. Hvis jeg kunne fortelle deg [hvordan det vil se ut], så ville vi ikke se langt nok ut.