אנו נמצאים בנקודת מפנה של הרחבה משמעותית בשימוש ברובוטים חכמים - מכונות חכמות שיודעות לבצע מגוון גדול של פעולות ובנוסף לכך גם לחשוב, לנתח ולקבל החלטות. ההערכה המקובלת היא כי מהפכת הרובוטיקה תשפיע על חיינו בעשרות השנים הבאות. מערכות משולבות של רובוטים נבונים, אשר עובדים באופן עצמאי או במשולב עם בני האדם, יחדרו לכל תחומי חיינו: כלי רכב אוטונומיים, תעשייה, בית, רפואה וסיעוד, חקלאות, לוגיסטיקה, בנייה, חינוך, בידור, מרכזי קניות, מסעדות ובתי מלון, שדות תעופה, צבא ומשטרה ועוד. תחום הרובוטיקה נוגע בכל היבט של חיינו, ומשפיע על היעילות הכלכלית, על הבריאות ועל איכות החיים.
רובוטיקה חכמה (Smart Robotics/Intelligent) כוללת שילוב של הצד הפיזי-מכאני יחד עם מערכות נבונות, אשר יכולות לנתח מצבים, לקבל החלטות, ללמוד ולהשתפר תוך כדי הפעילות. הקידמה הטכנולוגית משלבת בינה מלאכותית (AI) עם יכולות מתקדמות, כמו ראייה ממוחשבת, עיבוד מידע רב מחיישנים מתקדמים ואלגוריתמי למידה, אשר שילובם מאפשר יצירת התאמה אישית מיטבית למשתמש. כך נוספת היכולת לעבוד בשיתוף פעולה באותו זמן ומקום עם האדם.
רובוטים נבונים כוללים גם את המימוש הפיזי, אותו נכנה "גוף", וגם את המוח השולט בגוף. ההתפתחויות המרשימות בתחום הבינה המלאכותית, המדמה יכולות אנושיות, מאפשרות לרובוט ללמוד ולהסתגל לשינויים.
הרובוט הנבון: מאפיינים ויכולות
- יכולת אוטונומית גבוהה בתנועה בסביבה דינאמית ומשתנה - הרובוט מסוגל לפעול באופן עצמאי בממשק עם הסביבה באמצעות תקשורת מהירה עם מכשירים וחפצים אחרים.
- יכולת לנתח מידע רב במהירות - ניתן לחזות תהליכים ולקבל החלטות ללא מעורבות אדם.
- טכנולוגיות וחיישנים מתקדמים — יכולים לתת תמונת מצב מקיפה, כולל מצב נפשי וגופני של האדם.
- יכולת לעבוד בשיתוף פעולה עם האדם - הרובוט מתקשר עם אנשים (בשפה טבעית ובמחוות) ויכול ל"הבין" את ההתנהגות האנושית (זיהוי כוונות ורגשות). זהו כיוון פיתוח חשוב שנמצא בחזית המדע היום. נושא זה מאפשר לשלב רובוטים במגוון משימות חברתיות, וגם בסביבות בהן פיתוח מערכת אוטונומית מסובך מדי (קושי ליצור מודלים של כל המצבים ו/או שיקולי עלות המערכת).
ניווט בסביבה משתנה
בשנים האחרונות הגיעו לבשלות מספר חידושים טכנולוגיים כמו חיישנים מתקדמים (ראייה ומגע), עיבוד תמונה מתקדם, תקשורת מהירה (5G) המאפשרת ביצוע חישובים מורכבים מחוץ לרובוט, בינה מלאכותית המשפרת את קבלת ההחלטות ומאפשרת את אימון המערכת במספר גדול של מצבים בקבועי זמן קצרים יותר, והתקדמות בתחום ממשק אדם מכונה (Human Robot Interface). שילוב כל אלו, יחד עם יצירת "אבני בניין", מאפשר פיתוח מהיר יותר ויצירת רובוטים בעלויות נמוכות יותר. בשיחות עם מנהלים במספר חברות בארה"ב ובדנמרק הם הדגישו את קיצור הזמנים והקטנת העלויות בבניית רובוטים חדשים בהתבסס על אבני בניין בחומרה ובתוכנה אותן פיתחו החברות.
על פי תחזיות צפויה מגמת גידול משמעותי ברובוטים ניידים אוטונומיים (AMR -Autonomous Mobile Robots), ברובוטים שיתופיים (Collaborative Robots - COBOTS), וברובוטי שירות (Service Robots) - רובוטים בעלי יכולות להבין סביבה משתנה ולנווט בה, תוך כדי ביצוע מטלות לשימושים מגוונים. מגמה נוספת היא שיפור ביכולות ראיית מכונה (Machine Vision) המאפשרות להגביר את שיתוף הפעולה בין האדם ובין המכונה ולשפר את רמת האמינות והבטיחות. כמו כן צפויה הרחבת השימוש במערכות לומדות המתאימות עצמן לסביבה, למשימה ולאדם. הרחבת הקישוריות בין בני האדם ובין המערכות תעשה גם ממרחקים גדולים, כשלמעשה המרחק הפיזי הופך פחות משמעותי. שילוב היכולות הפיזיות של הרובוטיקה, יחד עם שימוש בבינה מלאכותית, מספק יכולת לנתח, לחזות ואף לדמות את ההתנהגות האנושית, ובכך ניתן לשפר את היכולות והתפוקות מעבר ליכולות האדם כפי שהן קיימות כיום.
תהליך זה מואץ ע"י השינויים הדמוגרפים המתקיימים בארצות רבות. הירידה בילודה יוצרת מצב שבו יש בשוק העבודה מעט צעירים באופן יחסי, אשר יחד עם העלייה בתוחלת החיים מביאים לירידה במספר האנשים העובדים לכל אדם נתמך. שינויים אלה מגבירים את החשיבות של תחום הרובוטיקה.
הרובוטים יבצעו עבודות מכאניות ומובנות, חלקן ייעשו בשיתוף עם עובדים, ואחרות לחלוטין רק ע"י הרובוטים. במדינות שונות נוצר מחסור בידיים עובדות בתחומים של חקלאות, בריאות, תעשיה ובנייה, אשר רובוטים יכולים לתת לכך מענה יעיל. לעומת זאת, כאשר מדובר בפעילויות הדורשות יותר יצירתיות, יכולות התנהגותיות וקוגניטיביות גבוהות ומורכבות, צריכים את בני האדם ובתחומים אלה יהיה קשה יותר להחליף את העובד האנושי ברובוט.
באשר לחששות של איבוד מקומות תעסוקה, בחינת ההיסטוריה של המהפכות התעשייתיות מלמדת כי שיפורים טכנולוגים אמנם הביאו לביטול מקצועות מסוימים ויצרו שינויים בכוח העבודה, אולם בטווח הארוך נוצרו מגוון מקצועות ותפקידים חדשים תוך כדי עלייה בתפוקה, בתוצר הכלכלי וגם באיכות החיים.
מה קורה בעולם? המודל של דנמרק
כמה מדינות כבר זיהו את הפוטנציאל הרב הטמון בתחום הרובוטיקה הנבונה, והן משקיעות בו כספים רבים. תעשיות מתקדמות מתפתחות במקומות בהן נוצר מערך משולב של ידע אקדמי, תעשייה, משתמשים, אנשי מקצוע והשקעות (אקו-סיסטם), אשר מאפשר ליצור, ובהמשך לעשות שימוש יעיל ומתפתח ב"אבני בניין". מערך כזה מאפשר פיתוח יעיל בעלויות נמוכות יותר ובלוחות זמנים קצרים יותר, גורמים אשר עיכבו את התפתחות תחום הרובוטיקה. המקומות המובילים בהם התפתח אקו-סיסטם משמעותי בתחום הרובוטיקה החכמה הם ארה"ב (באזור בוסטון, עמק הסילקון, ופיטסבורג בפנסילבניה), גרמניה (Fraunhofer Institutes), קוריאה הדרומית, סינגפור, וסין אשר נמצאת היום בחזית ההתקדמות בתחום. כולם נתמכים וניזונים מתקציבים ממשלתיים משמעותיים.
אחת הדוגמאות הרלוונטיות עבורנו היא דנמרק, מדינה עם פחות תושבים מישראל, אשר לפני כ-20 שנים קיבלה החלטה להשקיע בתחום הרובוטיקה. ממשלתה תקצבה פרויקטים באוניברסיטת אודנסה (Odense) עיר בגודל בינוני, כדי להקים מערכת משולבת וכוללנית של אקדמיה ותעשייה. המערכת הפכה בתוך עשור למרכז עולמי בתחום של רובוטים ניידים אוטונומיים (Autonomous Mobile Robots) ובתחום רובוטים שיתופיים (COBOTS), ולאחרונה גם בתחום הבריאות והשירות. היום יש בעיר יותר מ-200 חברות עם אלפי מהנדסים המהווים מוקד של ידע ומצוינות הידוע בכל העולם. חברות שצמחו בעיר הפכו למובילות בשוק וחלקן, כמו Universal Robotics ואחרות, נרכשו ע"י התאגיד האמריקאי TERADYNE, והפכו מרכז הפיתוח העולמי שלו בתחום.
ישראל: איים של מצוינות
בתעשיית הרובוטיקה הישראלית יש איים של מצוינות והיא בעלת מוניטין עולמי, יחד עם זאת היא לא צמחה בצורה משמעותית. הסיבות לכך מגוונות ועיקרן רף כניסה טכנולוגי גבוה, מחזור פיתוח ארוך ויקר, האופי הרב-תחומי של המוצרים ומחסור בתמיכה ממשלתית מספקת כדי לבנות מערכת משולבת. בישראל יש מספר מצומצם (עשרות בודדות) של חברות, שרק חלקן יצרו פריצת דרך ברמה העולמית. יש גם מספר מוגבל של ניסיונות לשלב בין האקדמיה ובין התעשייה, אולם הם מתחת למאסה הקריטית הדרושה כדי שהתחום ייחשב כתעשייה משמעותית. חשוב לציין כי החברות הפועלות בתחום מציגות תפוקות לעובד ומכירות מוטות יצוא גבוהות יחסית לחברות תעשייתיות אחרות.
פעילות מחקרית בתחום הרובוטיקה מתבצעת באוניברסיטת בן-גוריון במרכז בין-תחומי לרובוטיקה חכמה (ABC ROBOTICS) בנושאי חקלאות ובריאות, בטכניון במרכז לרובוטיקה רפואית, באוניברסיטת אריאל בנושאי רכב אוטונומי, ובמכון להנדסה חקלאית במרכז וולקני בנושאי חקלאות. המחקר בארץ הוא ברמה גבוהה וזוכה להכרה בינלאומית, אך כאמור הינו בהיקפים קטנים עדיין.
כיוון שתחום הרובוטיקה החכמה נמצא בשלבי התפתחות יש לישראל הזדמנות, בחלון זמן מוגבל של שנים בודדות, להגיע למובילות ברמה העולמית תוך כדי התמקדות במספר נושאים בהם יש לנו יתרונות. לתעשייה הישראלית יתרון בשילוב ייחודי של תשתיות ידע בתחומים הנחוצים לפיתוח מערכות רובוטיות חכמות, יחד עם תרבות חדשנות ויזמות המאפיינת את תעשיית ההיי-טק הישראלית וזמינות של הון-סיכון. כאמור, תעשיות מתקדמות מתפתחות במקומות בהן נוצר מערך משולב של ידע אקדמי, תעשייה ואנשים עם ניסיון. מניתוח שערך האיגוד הישראלי לרובוטיקה בראשות פרופ' צבי שילר, עולה כי דרוש סיוע תקציבי מהממשלה לקידום מספר מצומצם של נושאים בתחום הרובוטיקה החכמה בהם יש לישראל יתרון יחסי ו/או ייחודי. גישה כזאת יכולה להביא לקידום תעשיית הרובוטיקה הישראלית ולהצבת ישראל כמובילה בתחומים הנמצאים עדיין בראשית דרכם, ואין בהם שחקנים גדולים ומובילים כמו בריאות, חקלאות ומפעל חכם.
כאן המקום להרחיב לגבי שני תחומים בהם יש לישראל יתרון וייחוד: בריאות וחקלאות. בשני תחומים אלו התפתח מערך מתקדם, חדשני ויעיל של תעשייה ושל משתמשים מנוסים ברמה גבוהה.
תחום הבריאות בישראל מתאפיין במשתמשים ברמה גבוהה, בתי חולים מהשורה הראשונה הפועלים בשילוב ובשיתוף עם האקדמיה וקופות חולים מתקדמות.
במקביל קיימות מספר חברות ישראליות פורצות דרך בתחום של רובוטים לטיפול ושיקום חולים: מזור רובוטיקה, ככל הנראה היא הידועה מכולן, שפיתחה מערכת הנחיה רובוטית לניתוחי עמוד שדרה ומוח. החברה הוקמה בשנת 2000 על בסיס ידע שפותח בטכניון ונרכשה ע"י חברת הענק Medtronic בשנת 2018. דוגמאות נוספות הן חברת ReWalk, שנוסדה בשנת2001 ופיתחה שלדים חיצוניים רובוטיים (Exoskeleton) לסיוע לנפגעי עמוד שדרה. חברת Memic, שנוסדה בשנת 2012, פיתחה מערכת רובוטית לביצוע ניתוחים פנימיים. המדובר בפיתוח פורץ דרך אליו הגיעה החברה, למרות היעדר אקו-סיסטם, אולם היעדרו גרם להתארכות משך הפיתוח לשמונה שנים. Meditouch היא חברה בתחום השיקום שנוסדה ב-2004 על בסיס ידע שפותח באוניברסיטת בן גוריון. כמו כן קיימים פיתוחים של ציוד לסיוע לחולים ולצוותי בתי חולים של חברות Temi ו-Robotican (עם מוצר שנקרא NurseeBot), אשר פותחו לאחרונה ע"י שתי החברות (אחת מהן עוסקת בעיקר בתחום הצבאי) ונוסו בבתי חולים בעקבות מגפת הקורונה.
תחום החקלאות בישראל ניצב מראשיתו בפני אתגרים שהובילו לחיפוש מתמיד אחר פתרונות יצירתיים. עם השנים הפכה ישראל למובילה עולמית בפיתוח טכנולוגיות חקלאיות חדשניות, גם בזכות שיתוף הפעולה של האקדמיה ומכון וולקני, התעשייה והחקלאים. הדרישה ההולכת וגדלה בכל העולם לייצור מזון, מחייבת להתמודד עם האתגר של שימוש מופחת במשאבים, שמירה על הסביבה, גידול תוצרת איכותית, הגדלת היבול ועוד. אחד הכיוונים הוא חקלאות מדייקת (precision agriculture) שמטרתה להגדיל יבולים, לצמצם עלויות ולשפר איכות. חקלאות מדייקת תאפשר כיסוי שטחים חקלאיים גדולים בצורה אוטונומית ככל הניתן, תוך התמודדות עם הירידה בכמות כוח האדם המועסק בשל מחסור בעובדים.
כמה דוגמאות למיזמים בתחום הרובוטיקה לחקלאות:
חברת Metomotion מנסה לתת פתרון לעבודה עתירת ידיים בחממות ולקטיף של תוצרת חקלאית בטרם עת. החברה פיתחה רובוט בשם (GROW—Greenhouse Robotic Worker) שסוקר את הגידולים החקלאיים בחממה, בעזרת מערכת ראייה תלת-ממדית מתקדמת ואלגוריתמים, ובורר מתוכה את התוצרת הבשלה.
עם המחסור בעובדים מתמודדת גם חברת תבל (Tevel) שנוסדה ב-2016. הפתרון של תבל משלב כמה טכנולוגיות כדי לייצר צי רובוטים מעופפים קשורים לקרקע שמבצע קטיף אוטומטי. בכל רובוט מותקנת זרוע עם טופרים שיודעת לזהות האם הפרי שלפניה בשל, ובהתאם לקטוף אותו. כל רובוט מנטר את הסביבה ומנתח אותה באמצעות בינה מלאכותית עבור עצמו, ומשדר המידע אל הרובוטים המעופפים האחרים.
פיתוח מעניין נוסף הוא מערכת ריסוס מדויקת של חברת Fieldin, אשר מרססת את הצמחים רק לפי צורך אמיתי. מערכת הריסוס עושה שימוש במצלמה אשר בודקת וסורקת את מצב הצמח ובוחנת האם ישנם נגעים ומזיקים שנדרש ריסוס כדי לטפל בהם. הריסוס הינו נקודתי ופועל באופן מדויק, דבר המפחית את השימוש בחומרי הדברה למינימום הנדרש.
דוגמה לאיכות המחקר והפיתוח באקדמיה היא מערכת SWEEPER - מערכת רובוטית מתקדמת לקטיף בחממות (Sweet Pepper Harvester) אשר פותחה במסגרת תוכנית אירופית ואוניברסיטת בן גוריון אשר הובילה את נושא החישה והתפיסה הנבונה, אולם המערכת לא הגיעה עדיין לכדי ממוש מסחרי. ראוי לציין כי חלק מהחברות שצוינו, ורבות אחרות, נתמכו ע"י רשות החדשנות, שאף בוחנת בימים אלה כיצד ניתן לקדם את התחום.
מה נכון לעשות עתה?
שני התחומים, בריאות וחקלאות, הם בעלי פוטנציאל שוק גדול ומתרחב. כדי למנף את המרכיבים העיקרים הקיימים באקו-סיסטם החלקי בישראל בשני התחומים, עלינו ליצור מאמץ ממוקד לחיזוק מרכיבים חסרים או חלשים כדי לבנות יתרון יחסי בולט ומתמשך אשר יאפשר פיתוחים מהירים יותר (ניצול אבני בניין, ידע וניסיון), בהשקעות וסיכונים נמוכים מאלו שנדרשו בעבר, ויגיע למסה קריטית של חברות תעשייתיות בתחום.
תחום הרובוטיקה משתלב היטב בתעשיית ההיי-טק הישראלית בכך שהוא מנצל הון אנושי ותשתיות מחקר ופיתוח הקיימות בתעשייה, אשר מחפשת אפיקי צמיחה חדשים החיוניים לכלכלת ישראל. תחום זה הינו מועמד טבעי לחידוש הצמיחה במשק, כדי לשמר את התעשיות המתקדמות כקטר המוביל את הכלכלה הישראלית. קיים צורך חיוני ליצור מערכת משולבת וכוללנית (אקו-סיסטם) של האקדמיה, התעשייה והמשתמשים. שילוב ושיתוף פעולה אמיתי ופורה יאפשר להנביט מיזמים חדשניים שיהפכו לעשרות חברות תעשייתיות מובילות, וכנגזר מכך יאפשר העסקת אלפי עובדים, הגדלת התוצר הלאומי והרחבת היצוא במיליארדי דולרים. בתקציב לא גדול ניתן לקדם את תעשיית הרובוטיקה הישראלית למעמד מוביל בעולם בתחומי ההתמחות שיבחרו, כך שישראל תהווה מרכז רובוטיקה חכמה בעל שם עולמי שימשוך אליו את מיטב המומחים.
הכותב הוא בעל ניסיון בתחומי התקשורת, הרובוטיקה ומערכות נבונות וניהל פרויקטים מורכבים בארץ ובחו"ל. מילא תפקידים בכירים בחיל האוויר, בחברות אלביט מערכות, תדיראן ורד בינת. פרויקט חדשני בתחום הכלים הלא-מאוישים אשר היה בין יוזמיו ומוביליו קיבל את פרס ביטחון ישראל. פעיל כיזם, מנכ"ל ויו"ר של מספר חברות טכנולוגיה מתקדמת. מרצה אורח בנושא חדשנות באוניברסיטאות מובילות בארץ ובעולם. חבר בוועד המנהל של האיגוד הישראלי לרובוטיקה, וחבר מייסד של ארגון הרובוטיקה הבינ"ל IARA, וכמו כן יו"ר ועדת חדשנות באיגוד הדירקטורים.
