Разобраться • 6 ноября 2024

Как и зачем Apple пытается создать идеального робота-утилизатора

Как и зачем Apple пытается создать идеального робота-утилизатора

Текст: Брайан Хейтер, технический редактор TechCrunch

Перевод: Ирина Шитикова

Фото: Anadolu/Getty Images


В последние годы Остин, столица штата Техас (США), превратился в очаг технологических инноваций. Во многом это произошло благодаря огромному кадровому резерву, создаваемому Техасским университетом. Но немалую роль в развитии региона сыграли и предприятия Apple, где компания выпускает настольный компьютер Mac Pro, а также разрабатывает робототехнику для сортировки мусора. Разобрались, что происходит на производстве Apple в Техасе и над какими инновациям корпорация работает сейчас.

Строительство нового кампуса завода Apple стоимостью $1 млрд началось в 2019 году. После завершения первого этапа в 2022 году компания объявила о планах дальнейшего расширения, которое должно завершиться в марте 2025 года. В общей сложности производство в Остине будет занимать 133 акра, что сравнимо с размерами ее штаб-квартиры в Купертино, занимающей 175 акров.

Экологичные технологии

После быстрой проверки на входе посетителей встречают сборочные линии, заполненные сотнями компьютеров. За ними от пола до потолка располагаются ряды промышленных стеллажей с картонными коробками, набитыми дорогим оборудованием. Далее располагается небольшой пункт приема вторсырья — здесь находится промышленная система сортировки отходов, где мощные магниты извлекают металлы и редкоземельные элементы из устройств Apple, срок службы которых истек.

В основном сортировка отходов происходит за пределами предприятия, на сторонних заводах. А эта система используется, чтобы усовершенствовать процесс переработки мусора.

Подобные проекты являются ключевым элементом зеленой стратегии Apple: компания планирует сделать цепочку поставок углеродно-нейтральной к 2030 году. Об аналогичных целях объявили и другие технологические гиганты, в числе которых Microsoft, Samsung и Google.

В будущем робототехника будет играть все более важную роль в подобных проектах. В последние годы появились такие стартапы, как Amp Robotics и Glacier, которые предлагают инструменты, сочетающие в себе технологии автоматизации и систем компьютерного зрения, чтобы повысить эффективность сортировки.

Ценный мусор

Хотя достижения Apple в области робототехники не так грандиозны, как у другого гиганта — Amazon, автоматизация играет определенную роль в ее стратегии по утилизации устройств уже более десяти лет. В марте 2016 года генеральный директор компании Тим Кук начал презентацию iPad Pro с рассказа о последних достижениях компании в области устойчивого развития.

Тогда вышел Liam («Лиам») — последняя попытка Apple использовать современную робототехнику в своей работе по сортировке. Робот, дебютировавший на этом мероприятии, на самом деле был Liam 2.0, обновленной версией продукта, который компания начала тестировать еще в 2013 году.

Liam 1.0 был в значительной степени не завершен, компания теперь называет систему первого поколения «исследовательским проектом». Система использовала промышленную роботизированную руку японского производителя Fanuc и была предназначена для разделения на компоненты выброшенных iPhone 5S. Работу требовалось 12 минут, чтобы выполнить свою работу, — это довольно долго, если учесть, что в том году американцы выбросили 133 млн телефонов (11% из них были переработаны). Возможности Liam 1.0 были ограничены тем, что система даже отдаленно не поддавалась масштабированию.

Улучшенная система Liam 2.0 вышла в январе 2015 года. Робот был меньше своего предшественника, но выполнял работу значительно быстрее — за 11 секунд. «Автоматизированная система разборки была создана специально для iPhone 6 и способна разбирать 1,2 млн устройств iPhone в год, — отметила Apple в техническом описании 2016 года. — Выходные компоненты Liam используются для исследований в технологиях конечной переработки для извлечения материалов, которые сегодня не получается добывать в необходимом объеме».

Меньше и лучше

Каждый робот на производстве Apple в Техасе имеет свое «имя». По словам одного из представителей компании, все названия происходят от шуток внутри коллектива компании. Иногда — как в случае с «Лиамом» — они изначально создавались как «весьма сомнительные аббревиатуры».

Новейший робот Daisy («Дейзи») тратит на процесс переработки около 18 секунд, но по сравнению с Liam технология занимает гораздо меньше места — вместо 29 роботов на 100 футов (9,3 кв. м) достаточно четырех основных модулей, а количество потоков материала на выходе увеличивается с восьми до 15. По размеру «Дейзи» значительно меньше предыдущих роботов — ее длина от края до края составляет 33 фута (примерно 10 м). Как и у многих промышленных роботов, компоненты системы размещены внутри защитной конструкции, чтобы избежать возможных столкновений между большой металлической конструкцией и человеком.

Самой большой инновацией стало увеличение совместимости с одной модели iPhone (iPhone 6 в случае Liam 2.0) до нескольких. За 7,5 лет, прошедших с появления «Дейзи», Apple постоянно обновляла этот показатель. Сейчас робот работает с 29 различными моделями (это на 11 больше, чем полтора года назад).

Эффективность «Дейзи» объясняется переосмыслением процесса разделения — если первый робот осторожно откручивал различные компоненты, то новые версии используют грубую силу. Оказалось, что разобрать телефон на части можно гораздо быстрее. Результат получается не таким красивым, но никого не волнует, как выглядят компоненты. В конце концов, их не восстанавливают, а переплавляют.

Процесс переработки

Система утилизации состоит из четырех больших стеклянных боксов с металлическими рамами промышленного производства. Процесс начинается с того, что человек вводит ведро с айфонами в желоб, после чего «Дэйзи» по очереди помещает гаджеты на конвейерную ленту. Затем система сканирует каждое устройство. Если она обнаруживает, что одно из них лежит экраном вниз, оно возвращается в начало. Каждый телефон проходит через этот процесс, пока не приземлится экраном вниз, что происходит с вероятностью 50%. Когда устройство попадает в систему правильной стороной, искусственный интеллект определяет тип модели, которую «Дейзи» затем обрабатывает соответствующим образом.

Руки Fanuc «Лиама» были заменены на модели Mitsubishi. Как и большинство промышленных роботов, эти манипуляторы были изначально разработаны для автомобильной промышленности. Эта отрасль на десятилетия опережает все остальные, когда речь заходит о внедрении промышленной автоматизации. Первая рука робота берет телефон и кладет его на подставку, а вторая рука помещает его в металлический кронштейн, после чего снимает с устройства дисплей.

Вторая камера — визуально самая привлекательная из всех четырех, благодаря туману из промышленных холодильных установок, поддерживающих температуру -80°C. Это намного ниже температуры окружающей среды — от 0 до 35°C, — которую Apple рекомендует поддерживать для сохранности iPhone. Температура достаточно низкая, чтобы клей для аккумулятора вышел из строя. Подвергнув устройство экстремальному холоду, «Дейзи» вынимает батарею. Второй человек стоит на станции, следит за операциями и извлекает выброшенные батареи.

В третьей камере «Дейзи» выбивает крошечный винтик, освобождая отдельный компонент. Именно здесь в дело вступает грубая сила. Выбивать шурупы гораздо быстрее, чем использовать робота для откручивания каждой детали по отдельности. А в четвертой, последней камере, где они попадают на вибрирующую сетку, которая помогает отделить детали друг от друга, вращающийся инструмент скребет по отдельным компонентам. Далее они попадают на большую вращающуюся поверхность, где еще один человек должен разделить их на различные кучки. Они попадают в близлежащие картонные коробки, которые после заполнения отправляются на предприятие по переработке электронных отходов.

«Дейзи», как и «Лиам», состоят в большинстве своем из готовых компонентов. Это стандартная ситуация в робототехнике, где преобладает подход к созданию систем, не изобретающих колесо ради самого себя. Особенно это касается «Дейзи», которых было выпущено две единицы. Меньшинство компонентов, созданных своими силами, — это концевые эффекторы (устройства на конце манипулятора, предназначенные для взаимодействия системы с окружающей средой. — Прим. ред.), которые сконструировали специально для работы с iPhone.

Хорошее начало

Система утилизации Apple в Остине перерабатывает устройства из Северной Америки, в то время как ее аналог в Бреде (Нидерланды) занимается выброшенными iPhone в Европе. В Азии, Африке, Южной Америке и Океании подобных комплексов на данный момент не существует. А в Китае Apple развернула рядом со своими производственными предприятиями системы Dave «Дейв» и Taz «Таз». Эти роботы созданы для извлечения тактильных и аудиокомпонентов из телефона.

При нынешних темпах работы «Дейзи» может разбирать до 1,2 млн iPhone в год. Это значительное улучшение по сравнению с показателями предыдущих моделей, но все еще ничтожно мало по сравнению с количеством смартфонов, которые были выброшены в 2023 году: их число достигло 150 млн (примерно по 416 тыс. в день). Это лишь малая часть от 68 млн тонн гаджетов, которые люди выбросили по всему миру. Около 22% из этого количества были переработаны, однако, по данным ООН, темпы выброса электроники «растут в пять раз быстрее, чем задокументированная переработка».

Это хорошее начало, но технологию предстоит существенно масштабировать, чтобы она действительно повлияла на состояние экологии. Например, в прошлом году человечество отправило на свалку природные ресурсы на сумму $62 млрд, вместо того чтобы их переработать. Во многом эта проблема связана с отсутствием образования и инициативы в области утилизации электроники. Многие люди хранят старые устройства долгие годы или просто выбрасывают их вместе с мусором.

Apple рассматривает «Дейзи» как ретранслятор своей миссии. Пускай система не достигла необходимых показателей скорости и эффективности, но она привлекает внимание к проблеме переработки электронных отходов.