Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) в немецком городе Карлсруэ разработали роботизированную систему, способную оценивать неисправность изделия, а затем разбирать его, снижая риск повреждения ценных деталей. Система объединяет прогностический алгоритм и роботизированные манипуляции, выполняющие процесс разборки, с проверкой результатов на каждом этапе и обновлением плана при появлении неожиданного поведения.
Важность этого направления возрастает по мере распространения промышленных роботов в производственных отраслях. По данным Международной федерации робототехники, число промышленных роботов, используемых во всем мире, превышает четыре миллиона, а исследователи ожидают, что к 2030 году это число вырастет более чем до 16 миллионов по мере расширения промышленного производства. Это поднимает вопрос о том, как обращаться с такими системами и изделиями после их выхода из строя, вместо того чтобы утилизировать их или полностью заменять.
Разборка, адаптирующаяся к неисправности
Система KIT опирается на CAD-модель неисправного изделия и каждой его детали, что позволяет ей понимать, как движутся компоненты, и обнаруживать отклонения от ожидаемого поведения. Она также использует математическую модель для оценки повреждения детали. Например, изношенная деталь может перемещаться на меньшее, чем ожидалось, расстояние, тогда как плохо затянутый винт может сдвигаться сильнее, а степени свободы деформированной детали могут отличаться от предусмотренных ее первоначальной конструкцией.
В начале процесса система формирует предварительное представление о том, что могло произойти внутри изделия, а затем проверяет его, перемещая компоненты и наблюдая за их реакцией. Если результат не совпадает с ожиданиями, система меняет свой подход. В примере, представленном исследователями, система начала с попытки выкрутить винт, но после моделирования ситуации с застрявшим винтом и обнаружения, что он остается на месте, перешла к стачиванию окружающего материала для удаления детали.
Система также позволяет определить детали, которые необходимо сохранить в целости, чтобы скорректировать стратегию разборки с учетом их важности. Такой подход снижает вероятность выполнения множества шагов до обнаружения того, что один из компонентов застрял или поврежден таким образом, что требуется иной метод.
От разборки к циклической экономике
Ян Баумгартнер, один из разработчиков системы, заявил, что производство изделия с использованием новых деталей более предсказуемо, поскольку его этапы определены и не включают ожидаемых отклонений, тогда как разборка неисправного изделия непредсказуема. Он считает, что система может помочь ремонтировать старые устройства вместо их утилизации, сокращая количество отходов и поддерживая циклическую экономику.
Будущее видение Баумгартнера заключается в расширении системы за счет множества роботизированных манипуляторов, каждый из которых будет использовать специализированные инструменты на отдельном этапе разборки. Это может принять форму завода, предназначенного для разборки широкого спектра изделий, подобно заводам промышленных роботов, производящим автомобили, но с направлением процессов на восстановление компонентов.
Если расширение системы окажется успешным, она может стать частью автоматизированного процесса, который извлекает неисправный компонент, заменяет его, а затем заново собирает устройство. Цель, сформулированная Баумгартнером, заключается в достижении такой стоимости, при которой ремонт электронных устройств будет обходиться дешевле производства новых.
Это исследование было представлено на Международной конференции по робототехнике и автоматизации (ICRA) 2026 года в Вене. Материал был обновлен 11 августа 2026 года, чтобы уточнить, что система разборки предназначена для изделий в целом, а не только для роботов.