Milyen gyorsan lehet felskálázni a humanoid robotok gyártását évi 10 millió darabra?

„Az első nagyméretű Optimus-gyárunkra vonatkozó előkészületek hamarosan, a második negyedévben megkezdődnek. Az első generációs gyártósor, amelyet évi 1 millió robot gyártására terveztek, a fremonti Model S és Model X gyártósorokat fogja felváltani. Emellett a texasi Gigafactory-t is felkészítjük a második generációs gyártósorra, amelyet hosszú távon évi 10 millió robot gyártására terveznek” – írta a Tesla a legutóbbi, részvényeseinek szóló negyedéves jelentésében.

Évi egymillió humanoid robot legyártása nem kis feladat, pláne 10 millióé, ráadásul nem csak a Tesla ambicionálja magát ezen a területen, amelynek jelenleg még eléggé kiforratlan az ellátási lánca. Musk persze szeret nagyokat mondani, de ha a realitások talaján maradunk, vajon milyen gyorsan lehet felfuttatni az emberi formát öltő robotok gyártását? Ezt a kérdést járta körül az Epoch AI egy nemrégiben megjelent tanulmánya.

A mesterséges intelligenciára szakosodott agytröszt két irányból közelítette meg a kérdést. Először is megvizsgálták, hogy milyen ütemben növekszik jelenleg a robotgyártás, és korábban más termékek esetében milyen gyorsan tudott bővülni a termelés, amikor hirtelen egy keresleti sokk lépett fel. Másodszor pedig a tényleges korlátokat vették górcső alá: mi szükséges egy robotgyár felépítéséhez, és mely alkatrészek jelenthetik a szűk keresztmetszetet, ha megpróbálnánk felskálázni a robotgyártást?

Az Epoch becslése szerint 2025-ben a humanoid robotokból körülbelül 16.000 darab készült és ez a mennyiség 6 havonta duplázódott. A négylábú robotokból 81.000 készült (itt 10 havonta történik duplázódás), továbbá legyártottak még 570.000 robotkart (8 évente duplázódik), 33 millió kerekekkel rendelkező robotot (ezek főként fűnyírók) és 16 millió drónt.

A valaha legyártott teljes mennyiség az egyes robotokból. Kép: Epoch AI

Amennyiben a humanoidok gyártása továbbra is félévente megduplázódna (azaz évente megnégyszereződne), már 2028-ra elérnénk a milliós darabszámot. Ez a rendkívül gyors növekedési ütem azonban most még inkább csak annak tudható be, hogy nagyon alacsony a bázis, nem pedig annak, hogy óriási kereslet lenne a ma még nem túl hasznos, inkább csak marketingcélokat szolgáló humanoidokra. Merőben más lenne persze a helyzet, ha a fejlődésük átlépne egy olyan küszöbértéket, amelyen túl már valódi gazdasági értéket lennének képesek teremteni. Az ilyen robotok számára a potenciális piac hatalmas lenne: milliárdok végeznek fizikai munkát, és egy olyan robot, amely a költségek töredékéért helyettesíthetné az emberi munkásokat, szinte korlátlan keresletre számíthatna.

Hogy mi lehet a növekedés reális üteme a hirtelen feltámadó kereslet közepette, annak megbecslésében a történelmi analógiák segíthetnek.

A múltbeli keresleti sokkok – mint például a második világháborús mozgósítás vagy az ukrajnai háború nyomán megindult dróngyártás – a leginkább összehasonlítható esetekben 1,4–2,2-szeresére gyorsították a termelés korábbi növekedési ütemét, állapította meg az Epoch. Amennyiben ezt a gyorsulást a jelenlegi robotgyártásra alkalmazzuk, egy hasonló mértékű keresleti sokk a robotkarok, a kerekes robotok vagy a drónok esetében 10–16 hónapra, míg a humanoidok és a négylábú robotok esetében 5–8 hónapra csökkenthetné az évente legyártott mennyiség duplázódásának idejét.

Hogy ezeket az arányokat kézzelfoghatóbbá tegyék, az Epoch felvázolt egy leegyszerűsített forgatókönyvet. Ebben azt feltételezték, hogy a humanoidok gyártása a jelenlegi rendkívülinek tekinthető növekedési ütemről 2027 végére körülbelül 9 hónapos duplázódási időre lassul. Ekkor a jelenlegi trendek alapján a humanoidok gyártása körülbelül 200.000/év, a négylábúaké pedig körülbelül 500.000/év lenne. Egy 2027 végén hirtelen megjelenő hipotetikus keresleti sokkot követően, a történelmi analógiákat alkalmazva, 2030 végére körülbelül 10–30 millió humanoid és 15–60 millió négylábú robot gyártására lehetne számítani. A drónok és a kerekes robotok magasabb bázisról indulnak, ezért azok ebben a szcenárióban elérhetik az évi 150–600 millió darabot.

A múltbeli példák arra utalnak, hogy egy ilyen mértékű növekedés fizikailag megvalósítható, de azt már nem árulják el, hogy pontosan mely alkatrészek vagy gyártási kapacitások jelenthetnek korlátot a robotok számára, illetve hogy egyáltalán lehetséges-e, és ha igen, hogyan érhető el ennél is gyorsabb növekedés. Ehhez a jelentés készítőinek a szűk keresztmetszeteket kellett megvizsgálniuk.

Szűk keresztmetszetek

Még ha a pénz nem is jelent akadályt, és a kereslet korlátlan is, a robotok gyártásához mindenképpen szükség van egy gyárra, valamint a beszállítóktól beszerzett alkatrészekre (motorok, hajtóművek, érzékelők, stb.). Ezek mindegyike egy-egy szűk keresztmetszetet jelenthet a robotgyártásban.

Mennyi időbe telik egy gyár felépítése? A Tesla sanghaji gyára az alapkőletételtől a próbaüzemig mindössze 8 hónap alatt jutott el. Ez az egyik legjobb viszonyítási alap, mivel az autógyártás műszakilag közelebb áll a robotok összeszereléséhez, mint a legtöbb más gyártási típus. Feltételezve, hogy a kereslet hatalmas, és a pénz nem jelent akadályt, Kínában valószínűleg 6–9 hónap alatt lenne felépíthető egy gyár az Epoch becslése szerint. Kínán kívül azonban az ehhez hasonló projektek általában két évet vagy annál is több időt szoktak igénybe venni.

A meglévő autógyárak átalakítása leginkább a nyugati országokban bizonyulhat hasznosnak. Az Egyesült Államokban egy teljes gyártósor átalakítása 6–10 hónap alatt megvalósítható: a Ford 270 ezer négyzetméteres louisville-i gyára például 8–10 hónap alatt állt át a belső égésű motoros járművek gyártásáról az elektromos járművek gyártására. Kínában, ahol az új gyárak építése már 6–9 hónap alatt is megvalósulhat, az átalakítás kevésbé tűnik előnyösnek.

Hány gyárra lenne szükség?

Az Agility RoboFab-ja hozzávetőleges támpontot nyújthat ebben a kérdésben: a 6500 négyzetméteres üzemükben évente körülbelül 150–500 humanoidot gyártanak, a kitűzött cél pedig évi 10.000 darab. A jelentés készítői azt feltételezték, hogy ez a célkitűzés kissé túlzó, és a valós szám ennek 60%-a, így évente négyzetméterenként körülbelül 1 humanoiddal számoltak. Ez hasonló az autógyárakhoz, ahol évente négyzetméterenként körülbelül 1 járművet gyártanak.

Így tehát évente 10 millió humanoid robot legyártásához nagyjából 10 millió négyzetméternyi gyárépületre lenne szükség. Ez nagyjából 20 Giga Texas. Mivel a legtöbb pozíció nem igényelne különösebb képzettséget, a munkások képzése az építkezéssel párhuzamosan történhetne.

Ezek a számok nem tűnnek leküzdhetetlen akadálynak, így az infrastruktúra 6-24 hónap alatt fokozatosan felépíthető. Itt jön a következő nagyobb megoldandó feladat: a robotok komponenseinek beszerzése. Ezeket az Epoch három kategóriába sorolta.

A legtöbb alkatrész beszerzése még milliós darabszámban sem jelentene problémát. Ezek közé tartoznak például (zárójelben az évente legyártott mennyiség): a kamerák (7 milliárd/év), a MEMS szenzorok (31 milliárd/év) vagy az akkumulátorok (2 milliárd kWh/év). Még ha évente egymillió humanoidot gyártanának is, a robotokban felhasznált kamerák a jelenlegi gyártás kevesebb mint 0,1%-át tenné ki.

Nagyobb gyártási volumenek esetén néhány további alkatrész beszerzése már okozhatna gondokat. A szervomotorok, a bolygós görgő orsók, a nyomatékszenzorok és a nagy precizitású mozgásérzékelők korlátozó tényezőkké válhatnának, ha a humanoidok gyártása évi több millió darabra rúgna.

A valódi szűk keresztmetszetet azonban a fordulatszám-csökkentő hajtóművek jelentik, amelyeket most az egyszerűség kedvéért reduktornak fogunk hívni az angol reducer megnevezés után. Ezek olyan mechanikus alkatrészek, amelyek a motor és az ízület között helyezkednek el. A motorok nagy sebességgel forognak, de csekély nyomatékot fejtenek ki. A reduktorok a sebességet nyomatékra cserélik, így egy kis motor is képes megemelni egy nehéz végtagot. Egy humanoidnak minden fő ízületénél (csípő, térd, boka, váll, könyök, csukló) szüksége van egy-egy reduktorra, így a kivitel függvényében egy humanoid általában 20–40 reduktort tartalmaz.

A precíziós reduktoroknak három fő típusa van: a bolygókerekes hajtóművek (nagy terhelést viselő ízületekben, például a combokban használják), a cikloid/RV hajtóművek (gyakran alkalmazzák a könyökben) és a hullámhajtóművek (kompakt kivitelűek, helyszűkében lévő ízületekben, például a csuklóban és az ujjakban használják). A humanoidok esetében a bolygókerekes hajtóművek (gyártási darabszám: 3 millió/év), a cikloid/RV hajtóművek (körülbelül 2 millió/év) és kisebb mértékben a hullámhajtóművek (körülbelül 12 millió/év) határozzák meg a gyártás felső határát. Robotonként 6 bolygókerekes és 4 cikloid/RV reduktor mellett a jelenlegi termelés nagyjából 500.000 humanoidra korlátozza az éves gyártást.

A reduktorok gyártása szerencsére bővíthető. A precíziós hajtóművek nem félvezetők: a tűréshatárokat mikrométerben, nem pedig nanométerben mérik, és a gyártásukhoz nincs szükség tisztaszobákra. Akárcsak más iparágakban – például a napelemek vagy az akkumulátorok területén –, a meglévő ellátási láncot máris elkezdték felfuttatni azok a kínai gyártók, amelyek alacsonyabb árréssel is megelégednek és agresszíven bővítenek. A beszállítók, az összeszerelők és a vevők ugyanazokban gyártási klaszterekben találhatók, ami lehetővé teszi számukra, hogy sokkal gyorsabban reagáljanak, mint Japánban a földrajzilag szétszórt szereplők.

Az Epoch alapszcenáriójában a reduktorok termelésének 2028-ra és 2030-ra történő kettő-négyszeres növekedése az ésszerű minimum, összhangban a jelenlegi bővítési tervekkel. Ez elegendő lenne ahhoz, hogy 2030-ra évente körülbelül 1,5–3 millió humanoid robot készülhessen el. Keresleti sokk esetén 10–30-szoros növekedés is elképzelhető, ami évente 5–15 millió humanoid gyártását tenné lehetővé. A reduktorok továbbra is korlátozó tényezők maradhatnak, de az abszolút felső határ jóval magasabb lesz, mint ma.

Mit jelent mindez?

A jelentés készítői azzal számolnak, hogy amennyiben a keresleti sokk 2027 végén következik be, akkor 2028 nagy része a kapacitásbővítéssel fog eltelni, nem pedig robotok gyártásával. Ezen az idővonalon a 2030-as év végére elérhetőnek tűnik az évi 1,5–3 millió darabos gyártás. Az évi 5–10 millió darab akkor tűnik reálisnak, ha a reduktorok kapacitása agresszíven bővül, és a gyárak több hulláma is a tervek szerint elkészül. Az évi 15 millió darab feletti gyártáshoz rendkívül kedvező körülmények kellenek, különösen a reduktorok terén, és valószínűleg inkább egyszerű kialakítású robotok készülhetnének ilyen számban, amelyek jóval kevesebb szabadságfokkal, rendelkeznek, mint az Optimus.

dr. Papp László (Sol Invictus)

Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás.