In elk full-restaurant ter wereld zijn vaatwassers elke dag uren bezig met het schoonmaken van honderden vaat om alles draaiende te houden. Armstrong Robotics Inc. zei dat het van plan is robotica en kunstmatige intelligentie te gebruiken om deze werknemers vrij te maken voor meer klant-taken.
Toen de in San Francisco-gebaseerde start-up voor het eerst werd gelanceerd, werd het team aangetrokken door de uitdagingen en kansen die keukenomgevingen voor robotica boden, aldus Axel Hansen, mede-oprichter en CEO van Armstrong. Het systeem van het bedrijf omvat drie kant-en-klare robotarmen met zeven vrijheidsgraden (DoF), elk met een parallelle toegangsgrijper aan het uiteinde.
"We kwamen steeds terug op keukens en restaurants, omdat dit echt een interessante ruimte is, en vooral de afwas binnen dat probleem," vertelde Hansen.Het Robotrapport. "Afwassen is universeel. Er zijn een miljoen restaurants in de VS. Bovendien heeft elk huishouden te maken met afwassen. Niemand doet het graag. Restaurants hebben echt moeite om die rollen gevuld te houden. Het kost ze veel geld."
Hoewel afwassen een moeilijke taak is voor robotica, beweerde Hansen dat eenvoudigere keukentaken, zoals het bakken of omdraaien van hamburgers, minder waarde bieden voor restaurants als dat alles is wat de robot kan doen.
"Er zijn maar heel weinig restaurants die genoeg hamburgers of frietjes serveren om het soort technologie-investering waar we het over hebben te rechtvaardigen", zei hij. "In een full-restaurant is afwassen veel werk. Het kostte ons veel tijd. Voor het minimaal levensvatbare product, in de robotica, ligt de lat erg hoog."
Nu, met een nieuwe financieringsronde van $12 miljoen op zak, is Armstrong klaar om de inzet van zijn afwasrobot op te voeren.
"Met vijf jaar R&D die we hebben gedaan, kunnen we het echt voor elkaar krijgen", aldus Hansen. "We zijn nu 24 uur per dag live actief in meerdere restaurants en wassen duizenden gerechten autonoom."
Perceptie is de sleutel tot het omgaan met gerechten
Het werken met vuile vaat brengt een aantal unieke uitdagingen voor een robot met zich mee. Het moet glimmende borden, transparante glazen en een willekeurig aantal stoffen op de vaat verwerken.
"We hebben alleen al twee en een half jaar besteed aan het perceptieprobleem. Hoe kunnen we detecteren waar schotels zich in de ruimte bevinden, tot op de millimeter nauwkeurig?" legde Hansen uit. "We hebben te maken met glas, glanzend metaal, dus we kunnen er niet zomaar een RealSense [camera] in gooien."
"We hebben 30 sensoren in onze robot en een neuraal netwerk dat we hebben getraind met miljoenen voorbeelden van gerechten die we hebben vastgelegd, handmatig of nu in het veld", voegde hij eraan toe.
Toen Armstrong Robotics het perceptieprobleem eenmaal had aangepakt, begon het uit te zoeken hoe we daadwerkelijk grip op deze gerechten konden krijgen.
De juiste grip zit helemaal in de vingers
"Er is veel belangstelling voor handen in humanoïde-stijl", zegt Hansen. "Ik zou heel graag die kant op willen gaan, maar de kosten en robuustheid zijn er momenteel gewoon niet voor een commerciële keuken. We halen kopjes uit een buskuip die letterlijk vol zit met gemorste Gatorade, koffie en water of wat dan ook. We gaan dus letterlijk regelrecht in een bak met vloeistof."
"We hebben op maat gemaakte vingers ontworpen voor verschillende situaties. Een van de moeilijkste dingen om mee om te gaan zijn platen die op een stapel liggen", vervolgde hij. "Het is een zeer dynamische beweging van hoe je daar een bord van afpelt. En natuurlijk zijn deze borden niet schoon. Ze zijn vuil. Ze bevatten vet, een van de meest uitdagende is elke vorm van boter of olie, waardoor ze gewoon superglad worden. We hebben een bepaald type vinger waarmee een soort duim tussen de borden kan glijden."
Armstrong Robotics heeft ook zorgvuldig materialen uitgekozen die een vettig bord kunnen vasthouden, maar ook de arm snel genoeg kunnen laten bewegen om honderden borden per uur af te wassen.
"We hebben ongeveer een dozijn verschillende vingers waaruit we kunnen kiezen", zei Hansen. "Voor zilverwerk hebben we deze magneetvingers die hele bossen zilverwerk in één keer magnetisch kunnen oppakken. Het is voor ons een heel effectieve methode geweest, omdat deze vingers erg goedkoop zijn. We vervangen ze maandelijks of elke-andere-maand."
"Aan de softwarekant geeft de machinaal geleerde perceptie ons de mogelijkheid om met deze dynamische situaties om te gaan, en de robot schakelt autonoom van vingers", legt Hansen uit. "Hij ziet borden in een stapel, dat is één soort vinger. Als hij een kopje ziet dat op zijn kant staat, is dat een ander soort vinger. Als we een leeg rek moeten optillen, is dat een behoorlijk zwaar voorwerp, dus daar gebruiken we een speciaal soort vinger voor."
Armstrong brengt verbeteringen aan op basis van de implementaties tot nu toe
De robots van Armstrong zijn al ruim anderhalf jaar actief. Het bedrijf zegt in die tijd veel verbeteringen te hebben doorgevoerd.
"Bij de meeste robots in het wild denk ik dat de belangrijkste vraag die je moet stellen is: 'Is er iemand die op de robot past?'" zei Hansen. Toen ze voor het eerst werden ingezet, hanteerde Armstrong een veel meer hands-on aanpak.
"We hadden eigenlijk een rol die we een ambassadeur noemden", zei Hansen. "Het is een medewerker van Armstrong, en zij zijn er om alleen maar problemen met de robot op te lossen."
"De manier waarop we daar echt over hebben nagedacht, is dat het restaurant maar een bepaalde hoeveelheid geduld heeft voor het omgaan met problemen, en dat je de problemen nooit tot nul kunt terugbrengen", merkte hij op. "Er is een grens wanneer de robot een zo zeldzaam probleem heeft dat het restaurant bereid zou zijn om het op te lossen. Anderhalf jaar geleden waren we er duidelijk nog niet. We draaiden niet eens 24 uur per dag. We begonnen met een kleine miniploeg in de middag. Naarmate we deze verbeterden, breidden we de uren van de robot uit."
Nu wordt de robot van Armstrong echter geleverd met een scherm dat restaurantpersoneel waarschuwt voor eventuele problemen, zoals of de vaat op is of dat er iets mis is gegaan. Op het scherm wordt aan het personeel uitgelegd hoe ze het probleem kunnen oplossen en de werkzaamheden soepel kunnen laten verlopen.
"We hebben zojuist ons tweede [systeem] zes maanden geleden geïnstalleerd, het ging onmiddellijk naar 24 uur, en dat systeem werkt zonder enige Armstrong-ambassadeur, dus het is volledig onafhankelijk. Het is alleen het restaurantpersoneel dat zich ermee bezighoudt", zei Hansen.
"Ik denk dat het ding dat mij heeft verbaasd de ontwikkeling is van de snelheid van de robot vanaf de eerste dag tot waar we nu zijn", vertelde Gary Kagan, Chief Operating Officer bij Armstrong Robotics.Het Robotrapport. "Eigenlijk maken we gebruik van de kracht van data uit de echte{1}}wereld en maken we daar gebruik van. We labelen dagelijks zoveel afbeeldingen. We krijgen meer dan 100.000 afbeeldingen uit de schotelkamers. Dat zijn verschillende invalshoeken, en of het nu droge eieren zijn of veel ranch [dressing, het zijn] allemaal verschillende, unieke randgevallen."
"We hebben een geweldige partner die ons heeft geholpen om daar samen met onze klant te komen", voegde Kagan eraan toe. "We gaan niet zeggen welke klant het is, maar het is een grote keten waar we heel graag mee samenwerken. Om 24/7 betrouwbaarheid te bereiken, was geduld nodig. Van de nuances van de pads die we gebruiken tot de vingersterkte, al deze dingen speelden een rol om dat niveau van betrouwbaarheid te bereiken."
Vaatwasrobots werken de klok rond
Armstrong Robotics streeft ernaar zijn robots eenvoudig te installeren en uit het zicht van werknemers te maken.
"We zijn erg trots op de installaties die we tot nu toe hebben gedaan, omdat het restaurant geen minuut is gesloten tijdens de installatie", zei Kagan. "Dat was heel belangrijk, vooral bij onze klant. Ze zijn 24 uur per dag in bedrijf. Ze bedienen letterlijk altijd mensen. Dat was dus lastig en daar moesten we echt goed over nadenken."
"Wat het installatieproces betreft, beschouwen we het momenteel als een meerdaags evenement", zegt Kagan. "Op dag 1 willen we alleen de hardware binnen krijgen. Op dag 2 zorgen we ervoor dat de software op elkaar is afgestemd. Dan gaan we aan de slag."
Armstrong probeerde het onderhoudsschema zo onopvallend mogelijk te houden voor het restaurant.
"Er zijn eigenlijk drie bedrijven die vaatwasmachines verhuren en chemicaliën leveren. De manier waarop ze restaurants en horecagroepen bedienen, is dat er één keer per maand iemand langskomt om een onderhoudsinspectie uit te voeren, en dat ze een garantie van twee- uur geven", legt Kagan uit. "Als er iets gebeurt met de vaatwasser, hebben ze een 1-800-nummer, bellen ze het en komt er iemand."
"We bieden precies hetzelfde. Op die manier creëren we niet het wiel opnieuw", zei hij. "Een keer per maand laten we iemand langskomen, alles inspecteren, ervoor zorgen dat alles er goed uitziet, en als er dan een situatie is, heeft het restaurant dat nummer en laten we een medewerker de problemen repareren."
Automatisering helpt bij de late dienst
"We kregen dit verhaal van de restauranteigenaar. Het was laat op een zaterdagavond en het zag er rustig uit, dus stuurden ze het grootste deel van hun personeel vroeg naar huis", zei Hansen. "Ze hadden maar twee mensen die kookten, serveerden, schoonmaakten en alles deden."
"Plotseling kreeg het restaurant, totaal onverwacht, een zwerm mensen. Er moet een concert zijn geweest of zoiets in de buurt", zei hij. "Het zou een situatie zijn geweest waarin ze eerder volledig waren uitgeschakeld. De eigenaar vertelde ons net hoe geweldig het was om te zien hoe deze twee mensen dit hele restaurant draaiende hielden. De afwasruimte draaide en ze kwamen niet zonder vaat te zitten vanwege de robot."
De armen zitten de afwasmachine niet in de weg, en als restaurantmedewerkers-wat handen moeten doen aan de afwasmachine, kunnen ze eenvoudigweg op een knop drukken, waarna de armen omhoog en uit de weg gaan. Tot nu toe hebben restaurantmedewerkers zich voorbereid op hun nieuwe robotcollega-.
"Ik herinner me de eerste keer dat we ooit installeerden, en de vaatwasser naar de robot keek en zei: 'Oh mijn god. Wat betekent dit voor mij?' Eerlijk gezegd maakte hij zich zorgen', herinnert Kagan zich. "Tegen het einde van de tweede maand noemde hij Armstrong zijn 'kleine assistent', en dat vinden we geweldig. Vervolgens werd hij verheven tot voorbereiding en deed hij potten en pannen. [De robot] verhoogde zijn rol, hij verdiende meer geld en hij stond voor klanten. Het was iets dat heel spannend was om te zien."
Armstrong concentreert zich op de inzet voordat hij nieuwe taken aanpakt
Nu er nieuwe financiering is binnengehaald, zegt Armstrong Robotics dat het zich richt op het inzetten van meer robots en uiteindelijk zal uitbreiden naar nieuwe keukentaken.
"We hebben een product dat het restaurant wil", zei Hansen. "Al onze vroege klanten zetten extra robots in, wat voor ons de belangrijkste maatstaf is. Het gaat dus echt om de inzetsnelheid voor ons en proberen dit vliegwiel draaiende te houden. Hoe meer gegevens we krijgen, hoe meer tijd we kunnen besteden aan het optimaliseren van de robot, hoe sneller deze is. Het doel is om tegen de zomer één robot per maand te installeren. Dat is echt onze nieuwe inzetstatistiek."
"We denken heel goed na over met wie we samenwerken", voegde Kagan eraan toe. "We zijn op zoek naar schaalbaarheid, we zijn op zoek naar dichtheid, en we zijn echt op zoek naar het juiste team. Er zijn een aantal ongelooflijke restauranthouders die early adopters zijn en ons ertoe aanzetten dit in hun afwasruimte te krijgen."
Als het gaat om het toevoegen van meer taken aan de robot, zei Armstrong dat het samenwerkt met zijn klanten om de taken met de hoogste- waarde te vinden om mee te beginnen.
"Onze visie bestaat uit robots voor algemene- doeleinden, te beginnen met afwassen," zei Kagan. "We willen een heel moeilijk probleem oplossen dat voor veel van onze klanten frustrerend is, en dan andere taken blijven opstapelen. Onze klanten vragen ons nu dus naar frituren. Ze vragen ons naar het sorteren en inpakken van bestek. Ze vragen ons zelfs of we de badkamer kunnen schoonmaken. Er zijn dus al deze taken die mensen door iemand anders willen laten doen."