Volgende keer dat je een munt op de grond laat vallen, denk dan eens na over hoe je hem terug opraapt. Misschien kan je wel horen op welke kant hij gevallen is. Door te kijken kan je bepalen waar hij precies gevallen is. En om die munt dan in je hand te nemen moet je vertrouwen op je tast om te weten wanneer je vingers moeten sluiten en hoe je hem in je broekzak steekt. 

Wat voor veel mensen zo moeiteloos gaat, is voor veel robots lang niet zo vanzelfsprekend. Ondanks alles wat ze tegenwoordig kunnen – grootmeesters verslaan, door de stad rijden, of een volledige zak hondenhaar uit je tapijt zuigen – kunnen de meeste robots nog steeds niets voelen, en niet alleen op emotioneel vlak. 
 
“De gemiddelde robot is “ongevoelig en dom””, zegt Aaron Parness, Directeur Robotics AI bij Amazon, “Zeker als het gaat om de robots die commercieel verkrijgbaar zijn. Tot nu toe voeren industriële robots bij een onverwacht contact een noodstop uit, of beuken ze gewoon door. Ze hebben vaak niet eens door dat ze ergens tegenaan botsen, simpelweg omdat ze het niet kunnen voelen.” 

Vandaag, tijdens het Delivering the Future-evenement in Dortmund, Duitsland, introduceren we een robot die noch ongevoelig, noch dom is. Dankzij baanbrekende ontwikkelingen in robotica, engineering en fysieke AI is Vulcan onze eerste robot met een tastzin. 
 
“Vulcan is een enorme sprong vooruit in de robottechnologie”, zegt Parness. “Hij kijkt niet alleen naar de wereld, maar kan haar ook voelen – en daardoor is hij in staat taken uit te voeren die tot nu toe ondenkbaar waren voor robots.” 

De robot verandert nu al de manier waarop we onze fulfillment centra runnen. Hij helpt om het werk van onze medewerkers veiliger en gemakkelijker te maken, terwijl bestellingen efficiënter verwerkt worden. 

“Door samen te werken met Vulcan kunnen we artikelen veel gemakkelijker oppakken en opbergen. Het is daarnaast ook meer ergonomisch werken.” zegt Kari Freitas Hardy, een medewerker vanop de werkvloer bij GEG1, een fulfillmentcentrum in Spokane, Washington. “Het is geweldig om te zien dat veel collega’s nieuwe vaardigheden hebben opgedaan en zijn gegroeid in veel technischere rollen door net als ik veel nauwer te werken met technologie op onze sites.” 
 

De kracht van tastzin 
Vulcan is niet onze eerste robot die dingen kan oppakken. Onze systemen Sparrow, Cardinal en Robin gebruiken computervisie en zuignappen om afzonderlijke producten of pakketjes te verplaatsen die door mensen zijn ingepakt. Proteus, Titan en Hercules tillen en vervoeren karren vol goederen door onze centra. 
 
Maar doordat Vulcan kan begrijpen wanneer en hoe hij contact maakt met een object opent deze robot nieuwe mogelijkheden om onze werkzaamheden en faciliteiten te verbeteren. 

In onze fulfillmentcentra streven we maximale efficiëntie na. Dit doen we door onze voorraad op te slaan in met stof beklede pods. Deze zijn verder onderverdeeld in vakken van ongeveer 30 bij 30 centimeter. In elk vak passen gemiddeld 10 artikelen. Tot nu toe was het voor robots te moeilijk om producten uit nauwe ruimtes op te pakken omdat zij niet dezelfde fijne motoriek hebben als mensen. 
 
Vulcan is onze eerste robot met dezelfde finesse. De robot kan gemakkelijk objecten binnenin die vakken verplaatsen om plaats te maken voor wat hij wil opbergen. Dat kan hij omdat hij voelt wanneer hij contact maakt en weet hoeveel kracht hij uitoefent. Daardoor kan hij stoppen voordat hij schade aanricht. Waar een mens zijn vingers gebruikt om te voelen, gebruikt Vulcan de zogenaamde ‘end of arm tooling’  die eruitziet als een meetlat die vasthangt aan een stijltang. Verschillende druksensoren kunnen precies aangeven hoe hard de robot duwt of hoe stevig hij iets vast heeft. Zo kan hij ervoor zorgen dat hij niet zo hard grijpt dat het product beschadigd raakt. 

Het “meetlat”-deel duwt producten in het vak opzij om ruimte te maken. De armen van de “stijltang” (ook wel “paddles” genoemd) houden het nieuwe product vast. Deze paddles passen hun grip aan naargelang de vorm en grootte van dat product en gebruiken kleine ingebouwde transportbandjes om het product vlot in het vlak te schuiven. 
 
Om producten uit de vakken op te pakken gebruikt Vulcan een arm met een camera en een zuignap. De camera kiest het juiste artikel in het vak dat Vulcan moet oppakken, maar kiest tegelijk ook de beste manier om dat artikel vast te nemen. Terwijl de zuignap het product oppakt volgt de camera het hele proces om te verzekeren dat enkel het juiste product opgepakt wordt. Zo voorkomt het systeem wat onze ingenieurs ‘co-extractie van niet-doelproducten’ noemen. 

Dankzij deze vaardigheden kan Vulcan nu zo’n driekwart van de miljoenen producten die Amazon aanbiedt hanteren en verplaatsen aan snelheden die vergelijkbaar zijn met die van onze menselijke medewerkers. Vulcan is ook intelligent genoeg om te herkennen wanneer hij een bepaald product niet kan verplaatsen. In dat geval vraagt hij een menselijke collega om in te springen. 
 

De samenwerking tussen mens en robot 
We doen dit werk niet alleen om onze efficiëntie te verhogen, maar ook om de veiligheid en ergonomie voor onze werknemers te verbeteren. In onze fulfillmentcentra in Spokane, Washington en Hamburg, Duitsland, wordt Vulcan al ingezet om de voorraad in de bovenste rijen van die voorraadpods op te slaan en eruit te halen. Omdat die rijen zo’n 2,5 meter hoog zijn moeten werknemers vaak een ladder gebruiken om hier bij te kunnen. Dat proces is tijdrovend, vermoeiend en ergonomisch minder gezond dan producten op werkhoogte te verwerken. Vulcan pakt ook artikelen die net boven de vloer zijn opgeslagen. Op deze manier moeten medewerkers enkel werken op hoogtes die aangenaam zijn voor hen. 

“Vulcan werkt samen met onze medewerkers. Samen zijn ze efficiënter dan elk apart,” zegt Parness. 

Deze toepassing van Vulcan’s capaciteiten is slechts één voorbeeld van hoe we over nieuwe technologie nadenken en hoe we ze kunnen gebruiken. In de afgelopen twaalf jaar hebben we meer dan 750.000 robots ingezet in onze fulfillmentcentra. Deze robots zijn ontworpen om onze werknemers te helpen veilig en efficiënt te werken door fysiek belastende taken in het fulfillmentproces over te nemen.  

Ondertussen hebben deze robots, die een rol spelen bij het afhandelen van 75% van de bestellingen van klanten, honderden nieuwe soorten jobs gecreëerd bij Amazon zoals robotvloer-monitoring en onderhoudsingenieurs die zorgen voor betrouwbaarheid op de werkvloer. We bieden ook opleidingsprogramma’s zoals Career Choice, die onze medewerkers helpen de overstap te maken naar robotica en andere hoogtechnologische sectoren.  

Pickproblemen 

De technologie van Vulcan is er niet toevallig ontwikkeld. Net zoals de robot past binnen onze bredere benadering van robotica, is de technologie een voorbeeld van hoe Amazon steeds verder wil vernieuwen. We identificeren belangrijke problemen en vinden of ontwikkelen oplossingen - niet andersom. We creëren dus niet zomaar interessante technologie om er pas achteraf een toepassing voor te vinden. 

Vulcan is ontwikkeld omdat we beseften dat telkens wanneer een medewerker een ladder moest gebruiken om de bovenste delen van onze opslagpods te bereiken, ze tijd besteden aan een minder ergonomische en minder efficiënte taak. Om tot een robot te komen die kon ondersteunen in dit proces is er jaren werk gestoken in de ontwikkeling van allerlei verschillende soorten technologieën. Van druksensoren en een “hand” die miljoenen unieke artikels zorgvuldig kan hanteren, tot een tool om allerlei soorten dozen en zakjes van verschillende vormen en maten opzij te duwen, en een stereovisiesysteem om te schatten waar er plaats is in een vak. 

Vulcan vereiste ook een vernieuwde toepassing van fysieke AI, met onder meer algoritmes die bepalen welke producten Vulcan wel of niet kan verwerken. Maar ook waar er nog ruimte is in een vak, en hoe je een tube tandpasta van een doosje paperclips onderscheidt. We konden Vulcan niet zomaar trainen in een computersimulatie, maar hebben fysieke data gebruikt die tastzin en druksensoren integreren. Het AI-systeem werd getraind op duizenden voorbeelden uit de echte wereld, van het oppakken van kousen tot het verplaatsen van breekbare elektronica. 

Vulcan leert zelfs van zijn eigen fouten. Hij leert hoe verschillende objecten zich gedragen wanneer je ze aanraakt. Zo kan hij de fysieke wereld stap voor stap beter begrijpen, net zoals kinderen dat moeten doen. Je mag er dus op rekenen dat Vulcan in de komende jaren alleen maar slimmer en veelzijdiger zal worden. 

Het resultaat, zegt Parness, is “een technologie die drie jaar geleden nog onmogelijk leek, maar nu klaar is om de werking van Amazon te transformeren.” 
 

Touchdown 
Die transformatie komt er niet alleen omdat Vulcan zo veelzijdig is, maar ook omdat we bij Amazon onze beste innovaties op grote schaal kunnen uitrollen. We zijn van plan om de Vulcan-systemen de komende jaren te implementeren in Europese en Amerikaanse centra. 

“Het is onze ambitie om deze technologie in ons hele netwerk in te zetten,” zegt Parness. “Zo kunnen we de operationele efficiëntie verhogen, de veiligheid op de werkvloer verbeteren en onze werknemers ondersteunen door ze minder zwaar fysiek werk hoeven te verrichten.” Meer efficiëntie betekent dat het juiste product sneller in de juiste vrachtwagen terechtkomt. Daardoor kunnen we ons aanbod ook blijven uitbreiden en toonaangevende prijzen blijven garanderen. 
 
En alles wat we daarvoor moesten doen is een robot leren voelen.