קובוט

קובוט, או רובוט שיתופי (באנגלית: cobot או collaborative robot), הידוע גם בשם רובוט נלווה, הוא רובוט המיועד לאינטראקציה ישירה בין בני אדם לרובוטים בתוך מרחב משותף או בסביבה שבה בני אדם ורובוטים נמצאים בקרבה פיזית. יישומי קובוטים נבדלים מיישומי רובוטים תעשייתיים מסורתיים, שבהם הרובוטים מבודדים ממגע עם בני אדם או שבני האדם מוגנים באמצעות אפודים טכנולוגיים רובוטיים . בטיחות הקובוט עשויה להתבסס על חומרים קלי משקל, קצוות מעוגלים והגבלת מהירות וכוח מובנית, או על חיישנים ותוכנה המבטיחים התנהגות בטוחה.

 שימושים 
ממוזער| הודות לחיישנים ותכונות עיצוב אחרות כגון חומרים קלים וקצוות מעוגלים, רובוטים שיתופיים (קובוטים) מסוגלים ליצור אינטראקציה ישירה ובטוחה עם בני אדם.
הפדרציה הבין-לאומית לרובוטיקה (IFR), ארגון תעשייתי עולמי המאגד יצרני רובוטים ואיגודים לאומיים בתחום הרובוטיקה, מכירה בשתי קבוצות עיקריות של רובוטים: רובוטים תעשייתיים המשמשים לאוטומציה, ורובוטי שירות לשימוש ביתי ומקצועי. רובוטי שירות יכולים להיחשב כקובוטים, מאחר שהם מיועדים לעבוד לצד בני אדם. באופן מסורתי, רובוטים תעשייתיים פעלו בנפרד מבני אדם, מאחורי גדרות או מחסומים מגנים, אך קובוטים מבטלים את ההפרדה הזו.

קובוטים יכולים לשמש למגוון רחב של יישומים, החל מרובוטי מידע במרחבים ציבוריים (דוגמה לרובוטי שירות) ועד לרובוטים לוגיסטיים המובילים חומרים בתוך מבנים. בנוסף קובוטים משמשים כרובוטים תעשייתיים המסייעים באוטומציה של משימות שאינן ארגונומיות, כגון סיוע בהרמת חלקים כבדים, הזנת מכונות וביצוע פעולות הרכבה.

הפדרציה הבין-לאומית לרובוטיקה (IFR) מגדירה ארבע רמות של שיתוף פעולה בין רובוטים תעשייתיים לעובדים אנושיים:
 קיום במקביל: האדם והרובוט עובדים זה לצד זה ללא גדרות הפרדה, אך ללא שטח עבודה משותף.
 שיתוף פעולה רציף: האדם והרובוט פועלים באותו שטח עבודה, אך תנועותיהם מתבצעות ברצף נפרד, ללא עבודה בו-זמנית על אותו חלק.
 שיתוף פעולה פעיל: האדם והרובוט עובדים יחד על אותו חלק בו-זמנית, תוך כדי תנועה משותפת.
 שיתוף פעולה תגובתי: הרובוט מגיב בזמן אמת לתנועותיו של העובד האנושי.

ברוב היישומים התעשייתיים של קובוטים, הקובוט והעובד האנושי חולקים את אותו מרחב עבודה אך מבצעים משימות באופן עצמאי או ברצף (קיום במקביל או שיתוף פעולה רציף). שיתוף פעולה פעיל או שיתוף פעולה תגובתי נפוצים פחות בשלב זה.

 היסטוריה 
קובוטים הומצאו בשנת 1996 על ידי ג'יי אדוארד קולגייט ומייקל פשקין, פרופסורים באוניברסיטת נורת'ווסטרן. פטנט שהגישו בארצות הברית, בשם "Cobots", מתאר "מכשיר ושיטה לאינטראקציה פיזית ישירה בין אדם לבין מתמר רב-תכליתי הנשלט על ידי מחשב". ההמצאה נבעה מיוזמה של חברת ג'נרל מוטורס בשנת 1994, בהובלת פרסאד אקלה ממרכז הרובוטיקה של החברה, וכן ממענק מחקר שהוענק בשנת 1995 על ידי קרן ג'נרל מוטורס, במטרה לפתח רובוטים או ציוד דמוי-רובוט שיהיו בטוחים מספיק לעבודה משותפת עם בני אדם.

הקובוטים הראשונים הבטיחו את בטיחות האדם בכך שלא הכילו מקור הנעה פנימי. במקום זאת, כוח ההנעה סופק על ידי העובד האנושי. תפקידו של הקובוט היה לאפשר שליטה ממוחשבת על התנועה, על ידי ניתוב או הכוונת מטען, בשיתוף פעולה עם העובד. בהמשך, קובוטים החלו לכלול גם מקורות כוח מוגבלים. חברת ג'נרל מוטורס וקבוצת עבודה בתעשייה השתמשו במונח "מכשיר סיוע חכם" (Intelligent Assist Device - IAD) כחלופה למונח קובוט, מאחר שהמונח "קובוט" נתפס כקשור יתר על המידה לחברת Cobotics. באותה תקופה, הביקוש בשוק למכשירי סיוע חכמים ולתקן הבטיחות "T15.1 Intelligent Assist Devices - Personnel Safety Requirements" נועדו לשפר את תהליכי הטיפול בחומרים בתעשייה ואת פעולות ההרכבה בתחום תעשיית הרכב.

 יצרניות קובוטים 
 חברת קובוטיקס (Cobotics), שנוסדה בשנת 1997 על ידי קולגייט ופשקין, ייצרה מספר דגמי קובוטים ששימשו בהרכבה סופית של כלי רכב. קובוטים אלה היו מסוג שיתוף פעולה תגובתי (IFR), תוך שימוש במה שמכונה "בקרת הנחיה ידנית". החברה נרכשה בשנת 2003 על ידי סטנלי אסמבלי טכנולוגיות Stanley Assembly Technologies.
 חברת קוקה (KUKA) השיקה את הקובוט הראשון שלה, LBR 3, בשנת 2004. רובוט קל משקל זה, הנשלט על ידי מחשב, היה תוצאה של שיתוף פעולה ממושך עם המכון הגרמני לחקר התעופה והחלל. קוקה המשיכה לשכלל את הטכנולוגיה, והשיקה את קוקה LBR 4 בשנת 2008 ואת קוקה LBR iiwa בשנת 2013.
שמאל|ממוזער|קובוט של חברת יוניברסל רובוטס דגם UR16e
 חברת יוניברסל רובוטס (Universal Robots) השיקה את הקובוט הראשון שלה, UR5, בשנת 2008. קובוט זה יכול היה לפעול בבטחה לצד עובדים, תוך ביטול הצורך בגידור או מגבלות בטיחות. הרובוט החדש סייע להשקת עידן של רובוטים שיתופיים גמישים, ידידותיים למשתמש וחסכוניים. בשנת 2012, יוניברסל רובוטס השיקה את הקובוט UR10, ובשנת 2015 הם השיקו את UR3 הקטן יותר, בעל מטען נמוך יותר.
 חברת רתינק רובוטיקס (Rethink Robotics) השיקה קובוט תעשייתי, בקסטר (Baxter), בשנת 2012 ורובוט שיתופי קטן ומהיר יותר, סויר (Sawyer), בשנת 2015, שתוכנן למשימות דיוק גבוה.
 בין השנים 2009 ל-2013, ארבעה רובוטי קובוט (CoBot), שתוכננו, נבנו ותוכנתו על ידי קבוצת המחקר קורל (CORAL) באוניברסיטת קרנגי מלון, רשמו יותר מ-130 קילומטרים של נסיעה אוטונומית בתוך מבנים לצורך ביצוע שליחויות.
 חברת FANUC השיקה את הרובוט השיתופי הראשון שלה בשנת 2015 – FANUC CR-35iA (ששמו שונה בשנת 2022 ל-CR-35iB), עם יכולת נשיאת מטען של 35 ק"ג. מאז, השיקה החברה סדרה של רובוטים שיתופיים קטנים יותר, בהם FANUC CR-4iA, CR-7iA וגרסת הזרוע הארוכה CR-7/L. בנוסף, השיקה FANUC קו מלא של קובוטים סטנדרטיים, הכולל את CRX-5iA, CRX-10iA, CRX-10iA/L, CRX-20iA, CRX-20iA/L, CRX-25iA, ו-CRX-30iA. חברת FANUC היא גם החברה הראשונה בעולם שפיתחה קובוט בעל דירוג עמידות בפני פיצוץ, המיועד ליישומי צביעה ולסביבות מסוכנות אחרות, כגון טעינת חומרי נפץ או עבודה באזורים הדורשים ציוד חסין פיצוץ.
שמאל|ממוזער|קובוט של חברת ABB
 חברת ABB השיקה בשנת 2015 את YuMi, הרובוט השיתופי הדו-זרועי הראשון. בפברואר 2021 השיקה החברה את GoFa, בעל יכולת נשיאת מטען של 5 ק"ג.
 חברת Dobot Robotics השיקה בשנת 2023 את סדרת CRA, הדור החדש של רובוטים שיתופיים. בשנת 2019 הציגה החברה את טכנולוגיית SafeSkin הבלעדית, המאפשרת שיתוף פעולה בטוח בין בני אדם לרובוטים ביישומים מעשיים.
 נכון לשנת 2019, חברת Universal Robots הייתה מובילת השוק, ואחריה דורגה .Techman Robot Inc. חברת .Techman Robot Inc היא יצרנית קובוטים שהוקמה על ידי Quanta בשנת 2016. החברה ממוקמת בפארק הטכנולוגי Hwa Ya בעיר טאויואן ( Taoyuan ).
 בשנת 2020, שוק הקובוטים התעשייתיים רשם קצב צמיחה שנתי של 50 אחוזים.
 בשנת 2022, חברת קולבורטיב רובוטיקס (Collaborative Robotics בקיצור: co.bot ) נוסדה על ידי בראד פורטר, לשעבר סגן נשיא ומהנדס בתחום הרובוטיקה באמזון.
 בשנת 2023 גייסה חברת Collaborative Robotics סכום של 30 מיליון דולר בסבב גיוס הון סדרה A, לצורך התחלת פריסת הקובוט החדש שלה וייצורו.
 בשנת 2023 הציגו גאוטם סיוואץ' ושייריל לי יישומים חדשניים של עיבוד שפה טבעית (NLP) לשיפור התקשורת בין בני אדם לרובוטים שיתופיים מדגם UR3e.

 יצרני קובוטים עיקריים 
  חברת FANUC
  ו- חברת ABB
  חברת Dobot Robotics
  חברת Universal Robots

 תקנים והנחיות 
התקן RIA BSR/T15.1, תקן בטיחות טיוטה למכשירי סיוע חכמים (Intelligent Assist Devices), פורסם במרץ 2002 על ידי איגוד תעשיות הרובוטיקה (Robotic Industries Association).

תקן הבטיחות לרובוטים ANSI/RIA R15.06 פורסם לראשונה בשנת 1986, לאחר ארבע שנות פיתוח. הוא עודכן במהדורות חדשות בשנים 1992 ו-1999, ובשנת 2011 עבר עדכון נוסף. כתוצאה מכך הוא מהווה אימוץ לאומי של התקנים המשולבים ISO 10218-1 ו-ISO 10218-2. תקני ISO מבוססים על ANSI/RIA R15.06-1999. התקנים ISO 10218-2:2011 ו-ISO/TS 15066 כוללים את דרישות הבטיחות הן ליישומי רובוטים שיתופיים והן ליישומים לא-שיתופיים.

יישום רובוטי שיתופי כולל את הרובוט, את הקצה האפקטורי (End-Effector) – רכיב המורכב על זרוע הרובוט או על המתמר לצורך ביצוע משימות כגון אחיזה או טיפול בחפצים – ואת החלק המעובד (Workpiece), במקרה שהרובוט מטפל בחפץ כלשהו.

בטיחות יישום של רובוט שיתופי היא סוגיה מרכזית, שכן אין מונח רשמי "קובוט" במסגרת תקני הרובוטיקה. המונח "קובוט" נחשב למונח שיווקי, מאחר שהגדרת "שיתופיות" תלויה ביישום עצמו. לדוגמה, רובוט המשתמש בכלי חיתוך או המטפל בחלק חד עלול להוות סכנה לבני אדם, בעוד שאותו רובוט הממיין שבבי קצף עשוי להיות בטוח לשימוש.

כתוצאה מכך, הערכת הסיכונים שמבצע "משלב הרובוטים" (Robot Integrator) מתייחסת ליישום המיועד. תקן ISO 10218, חלקים 1 ו-2, מתבסס על הערכת סיכונים בהתאם לתקן ISO 12100. באירופה, הדירקטיבה למכונות (Machinery Directive) חלה על התחום, אך הרובוט עצמו נחשב למכונה חלקית. מערכת הרובוט (הכוללת רובוט עם קצה אפקטורי המהווה התקן שמורכב על קצה הזרוע הרובוטית ומשמש לביצוע פעולות כגון אחיזה, חיתוך, ריתוך, שינוע, הברגה ועוד כדי שיוכל לבצע את משימותיו) ויישום הרובוט נחשבים למכונות שלמות.

 ראו גם 
 רובוט
 רובוטיקה
 פארו (רובוט)
מכונית אוטונומית
מערכת כירורגית דה וינצ'י
רובוט תעשייתי
רובוט אוטונומי

 קישורים חיצוניים 

 שיתוף פעולה בטוח בין בני אדם ורובוטים, המכון לבטיחות ובריאות תעסוקתית של ביטוח תאונות סוציאליות בגרמניה (IFA)
 דף האינטרנט של פרויקט CORAL CoBot בבית הספר למדעי המחשב קרנגי מלון

 מברגות קובוט
 נקודות מבט על שיתוף פעולה בין אדם לרובוט, 6.11.2015, האנובר, גרמניה  
 Collaborative robots (COBOTS), Safe co-operation between human beings and robots  
 Why cobots? 



הערות שוליים

*
*
קטגוריה:חברות רובוטיקה