پلتفرم Gen 7؛ انتقال هوش مصنوعی فیزیکی از شبیه‌ساز به خط تولید

تصور کنید بازوی رباتیکی در خط تولید، نه بر اساس دستورات صلب و تکراری، بلکه با «حس لمس» و درک محیطی، قطعات حساس را جابه‌جا کند. این رویایی که تا پیش از این در محیط‌های شبیه‌سازی محصور بود، اکنون با ورود سخت‌افزاری جدید به کف کارخانه تبدیل به واقعیت شده است.

در ۱۴ سپتامبر ۲۰۲۶، شرکت Universal Robots (از زیرمجموعه‌های Teradyne Robotics) از پلتفرم Gen 7 پرده‌برداری کرد؛ سیستمی که به‌طور اختصاصی برای استقرار «هوش مصنوعی فیزیکی» (Physical AI) در عملیات صنعتی واقعی طراحی شده است.

این تحول در حالی رخ می‌دهد که صنعت اتوماسیون برای پر کردن شکاف میان مدل‌های آزمایشگاهی و نیازهای سخت‌گیرانه کارخانه‌ها در تکاپو است. این رویکرد هم‌راستا با تلاش‌های سایر غول‌های صنعتی است، مشابه آنچه اخیراً در همکاری Palladyne و FANUC برای تطبیق‌پذیر کردن ربات‌های صنعتی با هوش مصنوعی فیزیکی شاهد بودیم. همان‌طور که در تحلیل قبلی ما درباره‌ی NVIDIA OSMO و مدیریت لایه‌های محاسباتی هوش مصنوعی فیزیکی اشاره کردیم، چالش اصلی همواره هماهنگی سخت‌افزار و نرم‌افزار بوده است. پلتفرم Gen 7 دقیقاً روی همین نقطه تمرکز کرده تا مدل‌ها بتوانند بدون دخالت مداوم انسان، فلز را به حرکت درآورند.

فلسفه طراحی و بستر عملیاتی

شرکت Universal Robots که خود را پیشگام و تولیدکننده اصلی ربات‌های صنعتی همکار (Cobots) در جهان می‌داند، Gen 7 را بر اساس یک بازطراحی کامل سیستم توسعه داده است. این پلتفرم حاصل بیش از ۲۰ سال نوآوری در زمینه کوبات‌ها و تجربه استقرار بیش از ۱۰۰ هزار ربات صنعتی در سراسر جهان است.

به نقل از ژان-پیر هاتوت، رئیس گروه Teradyne Robotics، ربات‌های عصر هوش مصنوعی باید «پیشرفته باشند، اما پیچیده نباشند». هدف نهایی Gen 7 کاهش اصطکاک در ادغام سیستم‌ها و گسترش قابلیت‌های کاربردی است تا شرکای تجاری بتوانند برنامه‌های مبتنی بر هوش مصنوعی را با سرعت و دقت بیشتر در عملیات واقعی پیاده کنند.

سخت‌افزار سری g: قدرت و دقت

این پلتفرم سه بازوی رباتیک جدید را معرفی می‌کند که برای ظرفیت‌های مختلف بار و برد طراحی شده‌اند و به خط تولید محصولات e-Series و UR Series اضافه می‌شوند:

• UR10g-1750: ظرفیت ۸ کیلوگرم (تا ۱۰ کیلوگرم در حالت گسترش)، برد ۱۷۵۰ میلی‌متر، وزن ۴۴.۷ کیلوگرم، تکرارپذیری ±۰.۰۸ میلی‌متر و حداکثر سرعت نقطه مرکز ابزار (TCP) ۵ متر بر ثانیه.
• UR17g-1300: ظرفیت ۱۵ کیلوگرم (تا ۱۷.۵ کیلوگرم در حالت گسترش)، برد ۱۳۰۰ میلی‌متر، وزن ۴۰.۷ کیلوگرم، تکرارپذیری ±۰.۰۵ میلی‌متر و حداکثر سرعت TCP ۵ متر بر ثانیه.
• UR18g-950: ظرفیت ۱۸ کیلوگرم، برد ۹۵۰ میلی‌متر، وزن ۳۹.۲ کیلوگرم، تکرارپذیری ±۰.۰۵ میلی‌متر و حداکثر سرعت TCP ۴ متر بر ثانیه.

هر سه بازو دارای یک footprint با قطر ۲۰۴ میلی‌متر هستند و از طراحی مفصل‌های بسته با استاندارد IP65 برای مقاومت در برابر گرد و غبار و آب در محیط‌های شستشو استفاده می‌کنند. همچنین یک حلقه نوری LED در پایه آن‌ها تعبیه شده است که وضعیت لحظه‌ای سلول کاری را نمایش می‌دهد.

فلنج ابزار؛ پل ارتباطی با هوش مصنوعی

طبق اعلام این شرکت، قلب تپنده Gen 7، «فلنج ابزار» (Tool Flange) جدید و آماده برای هوش مصنوعی است. این قطعه، داده، توان و ایمنی را مستقیماً به ابزار منتقل می‌کند تا مدل‌های هوش مصنوعی بتوانند در لحظه از بینایی و حسگرها برای تصمیم‌گیری استفاده کنند.

مشخصات فنی دقیق این فلنج عبارت است از:

• توان: برق ۲۴/۴۸ ولت با جریان پیک ۵ آمپر و جریان مداوم ۳ آمپر.
• اتصالات: اترنت ۱ گیگابیتی برای دوربین‌ها و حسگرها، به‌همراه ورودی/خروجی‌های M8 که شامل I/O دیجیتال، ورودی آنالوگ و RS-485 است.
• حسگری: حسگر داخلی نیرو-گشتاور (Force-Torque)، کنترل امپدانس و تبادل داده‌های بلادرنگ (Real-Time Data Exchange).

این قابلیت‌ها به ربات «حس لمس» می‌دهند؛ چیزی که برای کاربردهای هوش مصنوعی فیزیکی مانند دست‌ورزی‌های ظریف (Dexterous Manipulation) و مونتاژهای حساس به نیرو ضروری است. این سخت‌افزار پیشرفته بستر مناسبی برای پیاده‌سازی متدهای نوین آموزشی است، مانند رویکرد Generalist AI برای آموزش وظایف فیزیکی در ۱۲ ثانیه که نیاز به برنامه‌نویسی‌های پیچیده را حذف می‌کند. این طراحی هم‌زمان پیچیدگی سیم‌کشی‌های حجیم را که معمولاً در حسگرهای با پهنای باند بالا دیده می‌شود، حذف می‌کند.

محاسبات و کنترل در لبه

کنترل‌کننده CB7 Core اکنون ۴۰٪ توان محاسباتی بیشتری دارد و فضای کمتری (۲۰ تا ۳۰ درصد کمتر نسبت به نسل‌های قبلی) اشغال می‌کند. این سخت‌افزار اولین عضو خانواده CB7 است و با بازوهای رباتیک e-Series و UR Series نیز سازگار است.

این کنترل‌کننده از ارتباطات چندشبکه‌ای با PLCها، HMIها، پلتفرم‌های MES، IPCها و سیستم‌های بینایی پشتیبانی می‌کند و نیاز به سوئیچ‌های خارجی را به شدت کاهش می‌دهد. این محصول در دو نسخه عرضه می‌شود: یک جعبه کنترل مستقل و یک نسخه فشرده برای کابینت‌های اتوماسیون. مشخصات فنی آن شامل سه پورت 1GbE، ۱۶ ورودی/خروجی دیجیتال قابل پیکربندی، منبع تغذیه ۲۴ ولت ۴ آمپر و محفظه IP54 با کابل‌های قابل تعویض در محل است.

برای اپراتورها، تبلت هدایت TP7 Core با وزن ۲۰٪ کمتر و صفحه نمایش Full HD عرضه شده است. این تبلت دارای رابط لمسی پاسخ‌گو، چندین موقعیت برای گرفتن در دست، دکمه‌های هوشمند قابل تنظیم و یک جوی‌استیک مجازی است.

علاوه بر این، پنل هوشمند SP7 مستقیماً روی فلنج ابزار نصب می‌شود. این پنل قابلیت جابه‌جایی دستی ربات (Freedrive) مطابق با استانداردهای ایمنی، چراغ‌های LED و سه دکمه ورودی قابل تنظیم را ارائه می‌دهد که قادر به اجرای مهارت‌های هوشمند PolyScope X هستند. این پنل قابلیت جدا شدن دارد تا در هنگام عملیات ماشین‌کاری یا جوشکاری محافظت شود و امکان هدایت دو-دستی را برای اپراتورهایی که در نقطه انجام تسک کار می‌کنند، فراهم می‌کند.

اکوسیستم نرم‌افزاری و امنیت

پلتفرم Gen 7 بر بستر PolyScope X اجرا می‌شود که ابزارهای برنامه‌نویسی مدرن، APIهای باز و ارتباطات ROS2 را ارائه می‌دهد. این ساختار به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد برنامه‌های رایانش لبه (Edge Computing) را با استفاده از پردازش‌های خارجی بسازند یا برنامه‌های منطقی را به‌صورت بومی روی کنترل‌کننده (از طریق یک SDK اختصاصی برای توالی‌بندی داخلی) بدون نیاز به PLC خارجی اجرا کنند. این انعطاف‌پذیری نرم‌افزاری، مکمل پیشرفت‌هایی در زمینه یادگیری ربات‌ها از تک‌ویدیو است که سرعت یادگیری مهارت‌های جدید را به‌شدت افزایش داده است.

بسته‌های نرم‌افزاری تکمیلی دسترسی به ProfiSafe، OPC-UA و نرم‌افزارهای شخص ثالث مانند Rocketfarm Pally و Inbolt 3D Vision Guidance را فراهم می‌کنند.

ایمنی و امنیت در مرکز این معماری قرار دارند:

• ایمنی: معماری دارای گواهینامه PLd, Category 3 تحت استاندارد ISO 13849-1 است. تمام ربات‌های سری g گواهینامه TÜV برای استانداردهای ISO 10218-1 و UL 1740 را دریافت کرده‌اند.
• امنیت سایبری: شرکت Teradyne Robotics گواهینامه IEC 62443-4-1 ML3 را کسب کرده است.

در نمایشگاه IMTS، پلتفرم Gen 7 با حضور بیش از ۲۰ شریک اکوسیستمی از جمله Cognex, Schunk, Magswitch, Smooth Robotics, Psyonic و Robotiq به نمایش درآمد. شرکایی مانند Inbolt نشان دادند که سیستم‌های بینایی اکنون می‌توانند مستقیماً روی کنترل‌کننده UR اجرا شوند و نیاز به یک PC بینایی خارجی را کاملاً از بین ببرند.

این یکپارچگی به این معناست که تولیدکنندگان می‌توانند قطعات را بدون نیاز به جیگ‌ها یا فیکسچرهای گران‌قیمت مکانیکی، مکان‌یابی (Localize) کنند. رودی کوهن، مدیرعامل Inbolt، تأکید کرد که این فناوری زمان رسیدن به مرحله تولید را از چندین هفته به چند ساعت کاهش می‌دهد.

برای یک مالک کسب‌وکار، این یعنی «اصطکاک ادغام» — همان فرآیند گران‌قیمت و چندماهه برای هماهنگ کردن ربات با یک حسگر خاص — در حال ناپدید شدن است. Gen 7 توسط UR+ پشتیبانی می‌شود؛ مجموعه‌ای منتخب از محصولات اتوماسیون تایید شده که با تضمین عملکرد ابزارهای هوش مصنوعی و تجهیزات جانبی با سری g، ریسک ادغام سیستم را کاهش می‌دهد.

گام بعدی شما

• بررسی سازگاری سخت‌افزارهای بینایی فعلی با پروتکل‌های PolyScope X برای حذف PCهای خارجی.
• ارزیابی بازدهی بازوهای سری g در جایگزینی با سیستم‌های صلب (Rigid) در خطوط مونتاژ حساس.
• مطالعه مستندات SDK جدید برای پیاده‌سازی منطق‌های کنترلی بومی بدون نیاز به PLC خارجی.

اما داستان سخت‌افزاری این تحول با تراشه‌های تخصصی‌تر گره خورده است؛ برای درک لایه‌های محاسباتی این سیستم‌ها، به تحلیل ما درباره تراشه‌های Blackwell مراجعه کنید.