A robotok már itt vannak és kiválthatják az egyre sürgető munkaerőhiányt az építőiparban. És mindez nem egy hollywoodi sci-fi témája, hanem a Budapesti Műszaki Egyetem kutatási projektjeinek területe. A gépi látásról és az intelligens gépek építőipari hatásáról dr. Bohács Gáborral, a BME Anyagmozgatási és Logisztikai Rendszerek Tanszékének egyetemi docensével beszélgettünk.

Káli György: Miért éppen a gépi látás, robotika, az intelligens gépek témaköreit kutatják? Milyen tudás, képesség lesz döntő a versenyképesség szempontjából a jövőben az építőiparban?

Dr. Bohács Gábor: Az alkalmazkodóképességnek (adaptivitás) és a változásokra reagálás sebessége (reakcióidő) döntő lesz a gazdaság minden területén. Mind az adaptivitás, mind a gyors reakció megkívánja az úgynevezett kiberfizikai rendszerek létrehozását, vagyis hogy a valós fizikai rendszerelemeket (gépek, emberek) összekapcsolják a hozzá tartozó digitális folyamatmodellel. Várakozásaim szerint ennek az irányzatnak az építőipari megfeleltetése lesz az a legfontosabb mozgatórugó, mely az építőipart az adaptivitás és gyors reagálás igényeihez igazítja. Ahhoz, hogy egy ilyen kiberfizikai rendszer ne csak elméletben működjön, szükség van nagy mennyiségű adat gyors áramoltatására (Big Data) a fizikai rendszerből a digitális felé (ennek egyik eszköze a gépi látás), illetve a digitális folyamatirányításnak is egyre több helyen kell tudnia tevőlegesen is besegíteni a folyamatba, melynek elsődleges eszköze a robotizálás.

A termelővállalatoknál ez az irányzat az utóbbi időben nagy lendületet kapott: az Ipar 4.0 fogalmával már biztos sokan találkoztak.

Káli György: Mit jelent pontosan az Ipar 4.0 és mi a jelentősége?

Dr. Bohács Gábor: Az Ipar 4.0 eredetileg egy német projekt – Industrie 4.0 – volt. Ennek egyik fő kiváltója annak az igénye volt, hogy a hagyományos európai gyártóipart olyan korszerűbb formába alakítsák át, mely versenyképesebb az új üzleti modellek jelentette kihívásokkal szemben. Ahogy a szállások piacán megjelent az Airbnb vagy a taxikat szorongatja az Uber, a gyáripar, logisztika területén is megjelent néhány új és sikeres vállalat. Az Ipar 4.0 alapelve, hogy átmozgatja a jelenlegi termelési rendszereket a kiberfizikai rendszerek irányába, vagyis a fizikálisan megvalósított rendszer és annak a digitális modellje párhuzamosan működik. Ennek az volt az értelme, hogyha ezt megvalósítják, akkor egy olyan intelligens, rugalmas adat alapú termelési rendszert hoznak létre, amely a jövőnek az ismeretlen kihívásaira jobban fog tudni reagálni. Ez lett röviden összefoglalva az Industrie 4.0. Ennek az építőipari megvalósítása is igen hasznos lenne. Arról van szó, hogy a fizikai, technológiai és logisztikai folyamatok mellett elkészül ezek digitális mása is. A fizikai folyamatból folyamatosan és automatikusan minél több adatot rögzítünk. Utána ezt leképezzük a digitális modellbe, ami ezt követően naprakészen alkalmas lesz arra, hogy segítségével nagyon gyorsan, hatékonyan támogassa a jövőbeni folyamatok tervezését. Így folyamatainkat korábban nem tapasztalt mértékben tudjuk kontroll alatt tartani.

Az Ipar 4.0-n belül beszélnünk kell még a hálózatosodás kérdéséről is. Nagyméretű, gépi intelligenciákból és különböző munkakört, szerepet ellátó emberekből lévő hálózat jön létre, melyben bizonyos döntések a gépeknél, bizonyos döntések az embereknél vannak, melyeket komplex információs kapcsolatok kötnek össze. A jövőben várhatóan emberek és gépek együtt fognak dönteni, az integrációjuk foka egyre nagyobb lesz.

Káli György: Ezenkívül milyen nagy nemzetközi trendeket lát az építőiparban?

Dr. Bohács Gábor: A nemzetközi trendek egyértelműen abba az irányba mutatnak, hogy az építőipari feladatokat robotizálják. Vannak olyan feladatok, melyek jól robotizálhatók (pl. bontási tevékenység), de az elmúlt évek autonóm járműves sikerei valószínűleg jelentős befolyással lesznek az építőipari munkagépekre, anyagok szállítását megvalósító, logisztikai feladatokat ellátó járművekre. A fejlődés olyan szerteágazó és gyors tempójú, hogy itt igazából nincs olyan szereplő, aki diktálná a tempót, mindenki hozzáteszi a maga K+F eredményeit.

Káli György: El vagyunk-e maradva a fejlődésben a világtól, vagy éppen ellenkezőleg?

Dr. Bohács Gábor: Én úgy érzem, hogy el vagyunk, pedig a fejlesztések alapjául szolgáló eszközök ugyanúgy rendelkezésre állnak, mint másoknál. Úgy látom, a szakma még nincs rákényszerülve egy ilyen váltásra.

Ezenkívül tudni kell, hogy amennyiben elkészül a digitális mása egy építési folyamatnak kétirányú adatkapcsolattal, akkor az teljes mértékben átlátható rendszer lesz. Egy ilyen rendszer nagyon jól felszínre hozza a kihasználatlanságokat, felszínre hozza azt, hogy lám, lám, nem is kellett volna ehhez ennyi földszállítási feladat, hanem sokkal kevesebb is elég lett volna. Tehát a megrendelő és az építtető is jobban „belelát egymás kártyáiba”. A hasonló rendszerektől való félelem sok helyen jelen van. Példaként a targoncaipart említeném, ahol a targoncaflotta-monitoring rendszerek terjedését sokáig az a szemlélet gátolta, hogy a vevő a kihasználtságot látva pontosan az igényeknek megfelelő mennyiségű gépet szeretne és ez az eladásokat visszavetné. Mivel azonban a rendszer az üzemeltető számára jelentős előnyöket hordoz, az egyik gyártó mégis kifejlesztett egy ilyen rendszert, és utána a többi szereplő is hasonló rendszerrel állt elő. Most már a flottamonitoring elterjedt megoldásnak számít, rájött mindenki, hogy így is működhet a rendszer. Tehát jelenleg elsősorban a szemléletmódváltás az, ami kell ahhoz, hogy hatékonyabb rendszereket tudjunk működtetni, mert a hatékonyság a versenyképesség alapfeltétele, utóbbi pedig az ipar bővülésének, sőt megmaradásának feltétele.

Káli György: Közben pedig a versenyképességnek nem segít az állandósuló munkaerőhiány. Segíthet-e ezen a robotok megjelenése?

Dr. Bohács Gábor: Ha robotokról esik szó az első automatikus kérdés, hogy elveszik-e az ember munkáját. Erre a válasz, hogy bizonyos munkaköröket át fognak venni, de egyidejűleg új munkakörök is keletkeznek. Hogy ezeket az új tudású komponenseket hogy egyesítjük az emberekkel egy rendszerre, melyben mindenki jól érzi magát, ez kulcskérdés. Most az a fő feladat, hogy az építésgépesítés, építési logisztikai területén is olyan új megoldásokat helyezzünk át az ipari gyakorlatba, ahol a robotok és emberek együtt képesek megfelelni a kihívásoknak. Ezen a téren egyértelműen az emberi oldalon „pattog a labda”, és nemcsak a szakemberekről beszélek. Változik a világ, és az új szemléletmódnak már az oktatás szintjén meg kell jelennie. Ez a folyamat egyfajta digitális evolúció, és hogy Magyarország sikeres legyen, meg kell szívelnünk Darwin szavait, mely szerint nem a legerősebb lesz a túlélő, nem is a legintelligensebb, hanem aki leggyorsabban képes változni.

Káli György: Milyen eredményeket ért el a BME kutatási csapata ezeken a területeken?

Dr. Bohács Gábor: Természetesen a tanszéki eredményekről tudok beszámolni, a teljes egyetemről nem. A gépi látás, képfeldolgozás azért fontos nekünk, mert a kamerás rendszerek szabadon programozhatók. A programozástól függően tetszőleges olyan információt, amely vizuális szenzorral rögzíthető, át tudunk vinni a digitális rendszerünkbe. Például tanszéki projekt volt, hogy felállítottunk egy kamerás rendszert, egy ipari anyagmozgató rendszeren belül. Be tudtuk úgy tanítani a kamerát, hogy az elhaladó egységrakományokat naplózni tudja. Ennek analógiájára létre lehetne hozni egy olyan kamerás rendszert, amelyik egy építési területen bizonyos objektumoknak a meglétét, a forgalom sűrűségét, a készletek, depóniák nagyságát emberi beavatkozás nélkül fel tudja dolgozni. A laborunkban kipróbáltunk kamerás rendszereket más gépekre is, mint például egy képfeldolgozó rendszert, mely a daruhíd és a futómacska pozícióját határozta meg. Hasonló rendszert targoncákra, munkagépekre is el lehet képzelni.

Így a betanítással működő kamerás rendszerekkel egy építkezésről tudok folyamatosan áttekintést kapni. Ha én vagyok az építtető, és felszerelem ezt a rendszeremet, betanítom neki, hogy mely pontokon naplózza, hogy mikor haladnak el járművek, naplózza, hogy az egyes depóniákban a készletek hogyan változnak, akkor lesz egy folyamatos rálátásom akkor is, amikor éppen nem tartózkodom az építkezési területen.

A valós rendszer jellemző paramétereinek digitális rendszerbe való rögzítésének a képfeldolgozó rendszerek azonban csak az egyik lehetősége. Vannak olyan egyéb szenzorok, amelyek kiegészítik a feltelepített kamerás rendszert és ezeknek a különböző szenzoroknak a fúziójából fogok tudni egy olyan információmixet előállítani, amit utána át tudok tenni a digitális modellembe, hogy tervezni tudjam a jövőt. Így kap a rendszer teljes funkcionalitást, egyrészt felügyeli, monitorozza és rögzíti az elvégzett feladatokat, másrészt a rögzített adatokból a jövőbeni folyamatokat is valós adatokkal lehet előre tervezni. Ehhez kamera, más szenzorok és egyéb informatikai, adatbeviteli eszközök egyaránt szükségesek.

Az információt azonban nemcsak rögzíteni kell, megfelelő szintű feldolgozása is rendkívül fontos. Ebben a kérdésben az intelligencia mint fogalom kulcskérdés. Az egyik definíció szerint az intelligencia általánosságban egy adott élőlénynek vagy gépnek a környezeti hatásokra, tehát, a környezetből észlelt információra adott válaszának a módja. Az intelligencia úgy fog megjelenni a rendszerben, hogy miután az adatok rögzítésre kerültek különböző eszközökkel, akkor a digitális rendszerben a feldolgozás szoftver ágensek segítségével megtörténik. Ennek eredményeként a gépi intelligencia a rögzített információból például előre tud jelezni olyan kedvezőtlen helyzeteket, melyek a folyamatokat a jövőben veszélyeztetik.

Káli György: Hogyan néz majd ki egy építkezés 10 év múlva?

Dr. Bohács Gábor: 10 év nem nagy idő és nem is lesz igaz minden ipari szereplőre, amit mondok. Én azt várom, hogy az építőipari munkaerőhiány ki fogja kényszeríteni egyes feladatoknál a robotizálás elterjedését. Jellemzően minél nagyobb lesz egy építőipari projekt, annál jobban meg fogja érni automatizált rendszereket alkalmazni. Az anyagszállítást végző automatizált járművek a jelenleginél sokkal elterjedtebbek lesznek, a gyártóiparban az emberrel együttműködő kollaboratív robotok az építésnél is meg fognak jelenni, hogy az emberi erőkifejtést csökkentsék. A bontás, földmunka területén is egyre elfogadottabb lesz az automatizálás. Ezenkívül láthatatlanul, de a gépi intelligencia egyre jelentősebb teret fog nyerni a folyamatirányításban is. A szoftveres megoldások is egyre inkább el fognak terjedni. Egész egyszerűen integrált gépi és emberi rendszereket nem lehet mobiltelefonálgatással irányítani. Ez persze azzal jár, hogy a gépi intelligencia meg fogja látni az emberek hibáit is, a rosszul tervezett folyamatokat, de ezeket ki kell javítani, nem pedig el kell rejteni, mert az egész rendszer így lesz hatékonyabb, versenyképesebb. És az iparág sikere szempontjából ez a legfontosabb.

Az interjú 2017. augusztuásban készült, megjelent a Magyar Építő Fórum 2017. őszi számában.