Fábricas do futuro investem em ecossistema sustentável
Na era digital, a indústria avança para erguer as chamadas fábricas do futuro com uso de inteligência artificial. Elas serão como um ecossistema sustentável, funcionando com o uso de energia limpa ou hidrogênio verde e orientadas por dados, característica principal da chamada indústria digital 4.0. As linhas de produção terão robôs, e os produtos poderão ser personalizados através da impressão 3D.
Com o auxílio da tecnologia dos gêmeos digitais (que permite reproduzir digitalmente um objeto ou sistema do mundo real e fazer simulações), os itens produzidos serão testados com mais precisão.
Haverá integração no uso de robótica e Internet das Coisas (IoT) e, com a IA, a tomada de decisões será muito mais rápida, tornando essa manufatura até 50% mais competitiva. Os trabalhadores estarão conectados a esses sistemas.
As unidades hiperdigitais são conhecidas como “fábricas farol” (do inglês lighthouse factories) e foram reconhecidas pelo Fórum Econômico Mundial como líderes na quarta revolução industrial. Essas fábricas já são realidade em diferentes pontos do planeta e ganharam espaço, mas existe um longo caminho a ser percorrido para uma disseminação mais ampla e para a digitalização plena da indústria.
Na Hannover Messe, as empresas deram mostras de como é esse movimento.
A Weg, fabricante brasileira de motores elétricos, já investe em manufaturas mais eficientes e futuristas com uso de IA. Para avaliar o desempenho e a “saúde” de seus equipamentos, eles recebem sensores IoT ao sair da fábrica. Conectados à internet e com uso de IA, detectam se os equipamentos funcionam bem e permitem prevenir possíveis problemas, sem causar interrupções bruscas e sem planejamento nas linhas de produção.
Robô humanoide no estande da Schaeffler AG em Hanôver: tendência irreversível com chegada da inteligência artificial
RONNY HARTMANN/AFP
Na Hannover Messe, a Weg mostrou sistemas de automação para usinas de açúcar e etanol, que permitem avaliar as características da cana e saber se ela é melhor para a produção do açúcar ou do etanol.
— Com a IA, é possível dar um salto relevante de eficiência da produção. Mas o investimento para ter uma unidade que integra todas essas novas tecnologias ainda é elevado e precisa de muita escala. Ou seja, já temos a tecnologia e o potencial para erguer a fábrica do futuro, mas ainda não há o racional econômico — diz Marcelo Pinto, diretor de negócios digitais da Weg.
Conhecimento compartilhado
A presidente da Microsoft para a América do Norte, Deb Cupp, também falou sobre o futuro da manufatura. Para ela, as empresas que já adotaram a IA em seus processos de produção saem com vantagem.
— No chão de fábrica, os equipamentos com IA podem antecipar problemas e coordenar o trabalho, escalando o conhecimento do trabalhador sobre aquela função. A IA transforma experiências individuais em conhecimento compartilhado — explica.
A francesa Dassault Systèmes, desenvolvedora de softwares que permitem criar e simular produtos e processos em ambiente virtual 3D, levou para a Hannover Messe uma célula de fábrica autônoma, sem humanos. Nela, dois robôs móveis autônomos (não humanoides) transportavam peças de um lugar para outro e simulavam uma linha de produção.
Na simulação dessa célula foi usado o 3D UNIV+RSES, produto criado pela Dassault, ecossistema que combina os gêmeos virtuais, inteligência artificial generativa e tecnologias imersivas.
— Esses robôs, com treinamento através de IA, podem se adaptar a uma nova situação em seu ambiente. Se um humano, por exemplo, entrar nessa célula, ele está seguro, porque o robô sabe o que fazer e o evitará — disse Philippe Bartissol, VP de equipamentos industriais da Dassault.
Atualmente, diz Bartissol, os humanoides realizam de 10% a 20% do que são capazes e estão sendo usados em tarefas consideradas pesadas, perigosas e repetitivas para os humanos.
DNA sintético em pó
O volume de dados para treinar a IA que será utilizada nas fábricas do futuro é muito grande e isso está estimulando o surgimento de novos produtos de armazenamento de informações. Um deles, está sendo desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), ligado à Universidade de São Paulo (USP).
Pesquisadores do IPT, em parceria com a Lenovo, estão trabalhando no armazenamento de dados no DNA. É uma tecnologia que converte arquivos digitais em sequências químicas de DNA produzido em laboratório. Ou seja, trata-se de um DNA sintético, em forma de pó. Apenas um grama pode guardar até um trilhão de gigabytes.
— O DNA tem uma capacidade de guardar dados por milhões de anos — diz Maria Cristina Machado Domingues, diretora técnica do IPT. — Acreditamos que esse produto estará pronto em dez anos.
Mas ainda há desafios. O investimento é elevado e serão necessários bilhões de dados para treinar esses sistemas. Então, observa Marcelo Pinto, da Weg, a fábrica do futuro não será só automática e sem humanos, como as existentes na China.
— A fábrica do futuro vai ter diversos tipo de configuração. Desde a totalmente automática e com luzes apagadas, como as chinesas, até as 100% manuais, mas onde a IA vai orientar os trabalhadores para que haja ganho de eficiência — prevê.
Presença permanente
E os humanoides estavam por toda parte da Hannover Messe, seja realizando tarefas simples como servir refrigerante ou empilhar caixas, seja fazendo a alegria dos visitantes. Mas que ninguém se engane: a indústria tem planos ambiciosos para essas máquinas.
Em um futuro não muito distante esses robôs estarão nas linhas de produção de inúmeras fábricas, com braços articulados, mãos que manipulam objetos e turbinados pela IA, inclusive ocupando as posições de muitos humanos.
Pelo menos essa é a previsão de especialistas, que explicam que os humanoides estão abrindo uma nova era tecnológica, a da inteligência artificial física, em que interagem com o mundo real para realizar tarefas cada vez mais complexas, além de interpretar mudanças no ambiente em que atuam e tomar decisões com seu próprio “cérebro”.
Robótica e inteligência artificial sempre foram parceiras, mas os avanços recentes na IA física trouxeram novas habilidades aos robôs.
— Os humanoides estão se desenvolvendo muito rapidamente com a IA e vão continuar aprendendo novas tarefas de forma exponencial — disse Michael Nikolaides, vice-presidente sênior de produção, gestão da cadeia de suprimentos e logística do BMW Group.
Ao lado de Ulrich Homann, vice-presidente executivo da Microsoft, e de Rev Lebaredian, VP de omniverso e tecnologia de Simulação da Nvidia, Nikolaides debateu na Hannover Messe como os robôs humanoides estão sendo trazidos para a manufatura. Na BMW, eles já atuam em projetos-piloto de produção em fábricas de EUA e Alemanha.
Nikolaides disse ainda que mais de 30 mil veículos já foram montados com a ajuda de humanoides. O executivo da BMW afirmou que a evolução dessas máquinas acelerou, mas eles ainda não atingiram sua “potência máxima”.
Custo em queda
Homann, da Microsoft, diz que os robôs deverão se tornar menos dependentes dos humanos.
— A nova geração desses humanoides vai tomar decisões, reagir a mudanças no ambiente externo e será muito menos dependente dos homens nas tarefas numa fábrica — prevê ele.
Por enquanto, a atuação dessas máquinas na BMW ainda é uma exceção, assim como o trabalho de separação de mercadorias que os humanoides fazem nos centros de distribuição da varejista on-line Amazon nos EUA. Os especialistas lembram que os robôs estão sendo usados principalmente em tarefas consideradas perigosas para humanos, como manipular explosivos, ou repetitivas, como separar peças.
Sebastian Stukenborg, gerente de produtos do marketplace de robôs humanoides RBTX, criado pela empresa alemã Igus, que também atua no Brasil, afirma que a indústria ainda está procurando o foco para a atuação dos robôs nesse setor.
— Até agora ainda não se encontrou uma tarefa única e importante que os robôs podem desenvolver na indústria. Por enquanto, são tarefas pontuais e, claro, marketing, já que em feiras como a Hannover Messe eles despertam a curiosidade. Os braços mecânicos, por enquanto, são mais utilizados para execução de tarefas nas fábricas — explicou Stukenborg, enquanto manipulava um pequeno robô fazendo-o dançar ou reproduzir golpes de kung-fu em meio à curiosidade dos visitantes da feira.
No marketplace da Igus, há uma oferta de cem modelos desses humanoides, a maior parte deles fabricada na China. O que chama a atenção é que os preços já começaram a ficar mais acessíveis: o modelo mais barato custa a partir de 6 mil euros, enquanto os mais caros chegam a 250 mil euros.
De acordo com um relatório do banco Goldman Sachs, o mercado de robôs humanoides deve alcançar US$ 38 bilhões até 2035, com uma redução de 40% no custo atual das máquinas.
Segurança em foco
Um dos pontos mais sensíveis do uso de robôs na Alemanha, lembra Stukenborg, é a segurança. Ou seja, é preciso garantir que eles executem as tarefas para as quais foram programados.
Rev Lebaredian, da Nvidia, também concorda que há poucos humanoides atuando na indústria. Ele afirma que ainda estão sendo desenvolvidos softwares para criar o “cérebro” desses robôs. Mas o investimento é elevado e é preciso ter escala para que isso se concretize. Mas ele diz que todas as tecnologias necessárias para avançar com a Inteligência Artificial física já estão disponíveis.
— Os corpos já foram desenvolvidos e temos à disposição tudo que é necessário para construir o “cérebro” do robô. Mas acho que ainda vai demorar um pouco para distribuir humanoides a toda a indústria — observou Lebaredian.
A Microsoft já está pesquisando um modelo de software que combina visão e compreensão 3D num único modelo, que será alimentado com dados do mundo real.
“Quando olhamos para o mundo físico, estamos num espaço 3D. É um espaço mutável em que é preciso lidar com inúmeros detalhes. Os sistemas de IA são inteligentes dependendo do dado que recebe. Esse é o desafio”, diz Homann, da Microsoft.
Tarefas perigosas e em ambientes de riscos são um exemplo frequentemente citado como alternativas de uso nas apresentações da feira, como um caminho para que a tecnologia também contribua para a qualidade de vida das pessoas.