obrázek o aktuátorech

Vize 2035: Konvergence inteligentní výroby, čisté energie a umělé inteligence mění naši budoucnost

Timo Hengge
Timo Hengge
PA Engineer

Příští desetiletí slibuje pozoruhodné transformace ve způsobu, jakým žijeme, vyrábíme, poháníme naše domovy a spolupracujeme s pokročilými stroji. I když je nástup nových technologií vždy vzrušující vyhlídkou, s sebou nese také odpovědnost a posun v našem myšlení. Do roku 2025 můžeme očekávat větší povědomí o otázkách souvisejících s klimatem, dostupnější inovace a rostoucí integraci robotiky a automatizace do každodenních procesů. Od decentralizace výroby až po rozsáhlý vývoj energetických sítí a od průlomů v biotechnologiích až po další fázi umělé inteligence, nadcházející roky předefinují mnoho aspektů našeho osobního i profesního života.

Decentralizovaná výroba

Jedním z hlavních trendů předpovídaných do budoucna je koncept distribuované nebo decentralizované výroby, u kterého se předpokládá, že do roku 2035 dosáhne narůstající zralosti. Historicky se výrobci spoléhali na velká, centralizovaná zařízení pro hromadnou výrobu zboží a jeho následnou expedici do celého světa. Očekává se však, že pokrok v aditivní výrobě (3D tisku) a biovýrobě způsobí revoluci ve výrobních procesech. Tento posun umožní výrobu nejrůznějšího zboží blíže k místu prodeje nebo dokonce v domovech spotřebitelů. Místo toho, aby některé produkty stály ve skladu a čekaly na odeslání, by mohly být vytištěny po zadání objednávky – což by výrazně zkrátilo dodací lhůty a spotřebu zdrojů.

S decentralizací můžeme očekávat úsilí o vývoj nové generace 3D tiskáren a výrobních systémů, které se snáze používají, jsou spolehlivější a schopné vyrábět stále složitější položky. Výsledkem bude nejen zlepšení udržitelnosti dodavatelského řetězce, ale také snížení celkového množství odpadu a emisí z dopravy. Zpočátku budou nejpravděpodobnějšími kandidáty na decentralizovanou výrobu jednoduché položky, často specializované nebo na míru vyrobené. Složitější nebo vysoce specializované produkty mohou stále vyžadovat centralizovaná zařízení s týmy odborníků. Širší důsledek však spočívá v tom, že se tradiční výrobní prostředí rozšíří a nabídne profesionálům i amatérům příležitost utvářet produkty, které používají. S rozvíjením této vize ve společnosti Progressive Automations očekáváme prudký nárůst poptávky po kompaktních automatizačních řešeních, která umožní firmám i jednotlivcům programovat, provozovat a řešit problémy v menších samostatných výrobních buňkách.

Jedním ze vzrušujících aspektů tohoto trendu je jeho potenciální integrace s biologickými procesy. Biovýroba například umožní společnostem vyrábět materiály dříve vyráběné petrochemickými metodami ekologičtěji. Přechod na bioprocesy pro chemikálie a další průmyslové zdroje by mohl snížit závislost na fosilních palivech, což by vedlo ke komplexním přínosům pro životní prostředí. Do roku 2035 by tyto biovýrobní procesy mohly zastínit starší metody, a to jak z hlediska efektivity, tak udržitelnosti.

Energetická a distribuovaná infrastruktura

Způsob, jakým domácnosti a průmysl vyrábějí a hospodaří s energií, se do roku 2035 také radikálně změní. Směřujeme k budoucnosti distribuovaných energetických systémů, v nichž si domácnosti a sousedství vyrábějí vlastní elektřinu prostřednictvím solárních panelů, malých větrných turbín nebo jiných nově vznikajících technologií. Spolu se schopností ukládat přebytečnou energii v bateriových systémech by lokální energetické sítě mohly snížit závislost na velkých centrálních sítích. V tomto vrstveném přístupu by národní síť sloužila jako robustní páteř, ale menší, lokalizované energetické systémy by pomohly vyhladit výkyvy nabídky a poptávky a vytvořit odolnější energetická řešení.

Klíčovým faktorem umožňujícím tento posun je automatizace v reálném čase, která zajišťuje, že nabídka odpovídá poptávce způsobem, který je ekonomický i udržitelný. Pokročilý software, řízený umělou inteligencí (AI), optimalizuje výrobu a spotřebu energie měřením vzorců spotřeby do nejmenších detailů. Tyto systémy vám například umožní prodávat přebytečnou solární energii zpět do sítě během špičky poptávky nebo inteligentně spravovat energii napříč více domácnostmi. Některé komunity mohou dokonce společně investovat do sdílených bateriových úložišť nebo lokálních mikrosítí. Tento přístup podporuje pocit energetické nezávislosti a zároveň stabilizuje systém jako celek. Pro ty, kteří takové systémy implementují, mohou řešení od společnosti Progressive Automations bezproblémově integrovat automatizaci správy energie a optimalizovat tak každodenní provoz lokálních energetických sítí.

Automatizace a robotika

Oblast robotiky, zejména ve výrobě a průmyslu, se tradičně zabývala stroji pracujícími izolovaně a vykonávajícími opakující se úkoly vyžadující rychlost a přesnost. Budoucnost však směřuje k hlubší spolupráci mezi robotickými systémy a lidmi – zejména v úkolech, které těží z lidské kreativity i přesnosti strojů. Do roku 2035 již roboti nebudou vázáni na jednu pevně naprogramovanou operaci. Místo toho můžeme očekávat stroje navržené tak, aby se přizpůsobovaly měnícím se úkolům a neustále se učily ze svého prostředí.

Zatímco někteří uživatelé mohou preferovat jednoduchá robotická ramena naprogramovaná k provádění opakujících se úkolů s minimálním vstupem, stále více se prosazuje snaha o sofistikovanější roboty interaktivní s člověkem. Tito kolaborativní roboti neboli „koboti“ se spoléhají na bezpečnější konstrukce, senzory a algoritmy, které jim umožňují pracovat bok po boku s lidmi. Předávají materiály, identifikují výrobní chyby v reálném čase a dokonce pomáhají s jemnými montážními procesy – to vše bez nutnosti být uzavřeni za bezpečnostními bariérami. Postupem času se mohou objevit pokročilejší humanoidní roboti, i když míra, do jaké budou tyto humanoidní stroje integrovány do každodenního prostředí, se teprve uvidí.

Automatizační systémy navíc kombinují mechanickou přesnost s rozhodováním řízeným umělou inteligencí, což těmto strojům umožní řešit nové problémy bez rozsáhlého přeprogramování. Analýzou dat ze senzorů, chování strojů a zpětné vazby od operátora v reálném čase se výrobní roboti budou vyvíjet tak, aby se stali autonomnějšími. Ať už v rušném skladu nebo specializované laboratoři, tito roboti budou fungovat méně jako jednoúčelové stroje a spíše jako flexibilní spolupracovníci. Ve společnosti Progressive Automations očekáváme, že naše zařízení pro řízení pohybu se stanou nedílnou součástí těchto všestranných robotických řešení a posílí přesnost a efektivitu v nesčetných odvětvích.

Biotechnologický vývoj

Biotechnologie je na obzoru již desítky let a přestože bylo dosaženo významného pokroku, stále se předpokládá, že toto odvětví se skutečně prosadí v příštích pěti až deseti letech. Mnoho odborníků předpovídá velký boom v inženýrské biologii, který nám umožní pěstovat kritické ingredience a materiály. Buňky lze naprogramovat, podobně jako software, k syntéze konkrétních proteinů nebo sloučenin, čímž se starší petrochemické metody nahradí ekologičtějšími procesy. Využitím pokročilé biovýroby by se mohla radikálně transformovat výroba produktů, jako je plyn, plasty a další suroviny, a snížit tak naši závislost na fosilních palivech.

Kromě průmyslové výroby by se průlomové biotechnologické objevy mohly rozšířit i do produkce potravin, medicíny a odolnosti vůči změně klimatu. Například techniky, které umožňují velkovýrobu buněčného masa – potenciálně jednoho dne nákladově efektivnější a efektivnější z hlediska zdrojů než současné metody – odrážejí rychle se měnící postoje k udržitelným řešením. Vědci a inženýři také hledají strategie pro vývoj bakterií, které by vázaly uhlík a rozkládaly znečišťující látky. Pokud bude toto úsilí pokračovat tempem, můžeme se dočkat nového standardu v procesech čištění životního prostředí.

Dlouhodobé ekonomické a environmentální důsledky jsou významné. Dostupnější biotechnologie mohou vytvářet nové produkty, které nejen konkurují tradičním materiálům, ale také je překonávají v udržitelnosti a funkčnosti. Společnost Progressive Automations předpokládá, že s budoucími biotechnologickými řešeními by se výroba mohla posunout směrem k užší integraci s místními dodavatelskými řetězci, což by drasticky snížilo emise z dopravy a spotřebu zdrojů. Takové doplňkové změny podporují širší koncept distribuované výroby, v níž mohou mechanické i biologické procesy koexistovat a zajišťovat skutečně udržitelnou výrobu.

Vznik pokročilé umělé inteligence

Umělá inteligence již spustila hluboké změny v různých odvětvích, od financí až po maloobchod. Odborníci se však domnívají, že v příštím desetiletí se umělá inteligence může posunout od úspěšných, ale úzkých aplikací k obecnější inteligenci. Takové systémy se dokáží učit rychleji než konvenční software, přizpůsobovat se novým úkolům s minimální rekonfigurací a vykazovat uvažování podobnější lidskému. S tím, jak se tyto rozsáhlé modely umělé inteligence stávají dostupnějšími, bude synergie mezi analytikou řízenou umělou inteligencí a nejmodernějšími stroji pohánět celý životní cyklus návrhu, vývoje a distribuce produktů.

Diskuse o umělé obecné inteligenci (AGI) – samoučících se systémech schopných poskytovat poznatky a provádět úkoly napříč různými oblastmi – se neustále vyvíjí. I když časový harmonogram a tempo průlomů v oblasti AGI zůstávají nejisté, v příštích pěti až deseti letech by mohlo dojít ke zrychlujícímu se pokroku v oblastech, jako jsou kvantové výpočty, inženýrská biologie, energetický management, logistika a výroba. Očekává se, že tento posun přinese enormní zlepšení efektivity, ochrany životního prostředí a celkové kvality života. Ve výrobě by AGI mohla umožnit alokaci zdrojů v reálném čase, předpovídání dodávek a automatické upravování výrobních linek s cílem snížit přebytky nebo plýtvání. V energetických systémech by optimalizace řízená umělou inteligencí upravovala spotřebu, výrobu a skladování, čímž by se vytvořilo plynulejší rozhraní mezi místními, regionálními a národními sítěmi.

Synergie napříč sektory

Hnací silou tohoto vývoje je synergie mezi různými odvětvími. S rozvojem robotiky, umělé inteligence, biovýroby a distribuovaných energetických systémů se tyto systémy vzájemně prolínají. Například robotika může pomoci s řízením montáže a inspekce pokročilých biotechnologických laboratoří, což umožňuje přesné a sterilní prostředí. Procesy biovýroby lze kombinovat s místními solárními a větrnými energetickými systémy, aby byl provoz uhlíkově neutrální. Nástroje pro řízení založené na umělé inteligenci mohou poskytnout vrstvu optimalizace, která zajistí, že každý segment bude fungovat v tandemu.

Představte si čtvrť, kde jsou solární panely, malé větrné turbíny a lokální bateriové úložiště propojeny prostřednictvím sofistikovaných řídicích jednotek, které optimalizují výrobu energie téměř v reálném čase. Současně by domácí 3D tiskárny mohly v případě potřeby vyrábět zboží. Integrované biotechnologické moduly by mezitím mohly generovat organické chemikálie bez typického znečištění z petrochemických rafinérií. V tomto scénáři roboti dodávají suroviny mezi skladovacími a výrobními oblastmi, zatímco pokročilá umělá inteligence řídí každý krok, čímž snižuje neefektivitu a dopad na životní prostředí. Všechno se stává dobře choreografickým tancem produktivity a udržitelnosti.

Ve společnosti Progressive Automations si představujeme nové automatizační systémy jak pro rozsáhlé průmyslové procesy, tak pro lokalizovanou výrobu. Naší úlohou je vyvíjet spolehlivý hardware, který dokáže spolupracovat s pokročilým softwarem a zajistit snadnou integraci pro zákazníky všech velikostí – od malých podniků, které teprve začínají s zkoumáním zakázkové výroby, až po velké podniky, které nově promýšlejí celou strukturu svého dodavatelského řetězce. Technologický pokrok na obzoru vyžaduje všestranná, intuitivní a integrovaná řešení. Tato synergie napříč sektory nás směřuje k budoucnosti, která nejen využívá nové vědecké poznatky, ale také při tom bere v úvahu udržitelnost, bezpečnost a dostupnost.

Příprava na budoucnost

Vzhledem k tomu, že se výroba, výroba energie, automatizace a biotechnologie prolínají, musí se na to připravit jak firmy, tak i jednotlivci. Pro firmy bude klíčové zavést flexibilní systémy, které se dají rychle škálovat. Sledování nově vznikajících trendů v designu a procesech jim umožňuje investovat do správného vybavení a softwaru ve správný čas. Ti, kteří se zabývají výrobou nebo řízením dodavatelského řetězce, by měli sledovat rozšiřování lokálních a distribuovaných výrobních metod a zajistit, aby zůstali agilní a přizpůsobovali se novým požadavkům spotřebitelů na rychlost a personalizaci.

Pro jednotlivce zároveň znamená nadcházející exploze decentralizované výroby nové příležitosti k podnikání a přizpůsobení. Soukromí občané by brzy mohli využívat aditivní výrobu k vytváření nebo úpravě specifických dílů a produktů za zlomek tradičních nákladů. Tato schopnost snižuje překážky inovací a podporuje kreativitu. Totéž platí pro lokalizované energetické systémy: instalace střešních solárních panelů a bateriových řešení již nemusí být abstraktní vizí, ale spíše způsobem, jak získat určitou míru nezávislosti na hlavních elektrických sítích a zároveň snížit uhlíkovou stopu. Tyto změny spočívají v neustálém zlepšování automatizace v domácím měřítku – oblasti, kde se společnost Progressive Automations snaží poskytovat vynikající řešení pro řízení pohybu, aktuátory a senzory, které si mohou běžní uživatelé snadno nainstalovat.

Nesmíme přehlížet pečlivé plánování, etické aspekty a nové politické rámce, které jsou nezbytné. S rychlým pokrokem umělé inteligence a robotiky bude společnost čelit otázkám týkajícím se využívání dat, algoritmické transparentnosti, rozvoje pracovní síly a spravedlivého přístupu. Kolaborativní roboti, kteří se dokáží učit za chodu, mají obrovský potenciál, ale musí být pečlivě regulováni, aby byla chráněna bezpečnost pracovníků. Téměř autonomní systémy založené na umělé inteligenci, které spravují lokální energetické sítě nebo koordinují distribuované výrobní úkoly, potřebují robustní opatření v oblasti kybernetické bezpečnosti, aby zabránily škodlivým útokům. Regulační orgány, akademické instituce a lídři v oboru budou možná muset spolupracovat více než kdy jindy, aby usměrnili zodpovědné rozšiřování těchto hranic.

Nadcházejících pět až deset let v konečném důsledku nabízí jak vzrušující možnosti, tak i nové povinnosti. Optikou automatizace, progresivních technologií, lokálních energetických sítí a biotechnologií vidíme budoucnost, v níž se výroba stane osobnější, energie demokratizovanější a technologie se stane svědomitým kolegou spíše než vzdáleným nástrojem. Ve společnosti Progressive Automations oslavujeme tyto potenciály a zůstáváme odhodláni přispívat řešeními, která zvyšují efektivitu i udržitelnost. Ať už se jedná o malý startup vyrábějící zakázkové zboží v garáži, nebo o velký průmyslový závod zdokonalující pokročilé výrobní procesy, každý aktér v tomto ekosystému hraje roli v utváření čistšího, chytřejšího a inkluzivnějšího zítřka.

Svět po roce 2025 může vypadat decentralizovaněji, méně závislý na fosilních palivech a mnohem více naladěný na potřeby jednotlivců a životního prostředí. Distribuovaná výroba, vrstvené energetické sítě, kolaborativní robotika, průlomy v biotechnologiích a další iterace umělé inteligence nám pomohou nejen prozkoumat nové hranice trhu, ale také řešit naléhavé výzvy, jako je změna klimatu, nedostatek zdrojů a globální rovnost příležitostí. Promyšleným a zodpovědným přijetím těchto nově vznikajících možností můžeme podpořit éru, ve které nám technologie umožní žít lépe, chránit naši planetu a vytvářet skutečně pozitivní dopad na budoucí generace.