Domínio dos robôs do Japão

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(Vídeo e áudio em Inglês)

A partir da década de 1960, a ascensão da manufatura para a indústria automotiva e a ascensão concomitante de robôs industriais desempenharam um papel indispensável no milagre econômico do Japão. Na década de 1980, o impulso acelerou ao ponto em que os comentaristas começaram a se referir a 1980 como o “ano um” para a robótica japonesa. Essas forças culminaram no Japão sendo dominante no campo da robótica hoje.

Nesta peça, mergulhamos no mundo da robótica japonesa, inclusive respondendo a várias perguntas-chave:

• Como essa indústria se formou?
• Em quais segmentos do tema robótica o Japão tem vantagem hoje?
• Como a robótica pode ajudar o Japão a lidar com vários desafios atuais e futuros, incluindo declínio populacional, crise econômica e COVID-19?

Robôs industriais impulsionaram o milagre econômico do Japão

Os primeiros sinais de brilhantismo surgiram após as Olimpíadas de 1964

O rápido crescimento econômico foi o zeitgeist do Japão na década de 1960. O primeiro-ministro Ikeda Hayato impulsionou ousadamente o plano de duplicação de renda, a expansão da manufatura doméstica estava em pleno andamento e as Olimpíadas de Tóquio de 1964 se tornaram um símbolo de revitalização nacional. Este foi o pano de fundo contra o qual a indústria de robôs do Japão deu seus primeiros passos.

Nos Estados Unidos, a empresa Unimation fez parceria com a General Motors para implantar o primeiro robô industrial, o Unimate, em 1961. A decisão da Unimation de formar uma parceria com a Kawasaki Heavy Industries em 1968 provou ser um momento fatídico para a robótica industrial no Japão, e apenas um ano depois o Kawasaki-Unimate fez história como o primeiro robô industrial produzido no Japão.¹ Nesta fase nascente, as empresas japonesas confiaram amplamente em pesquisas e projetos fornecidos por parceiros americanos.

Fanuc, um futuro gigante em robôs industriais, concentrou-se principalmente em controles numéricos (NCs) ao longo da década de 1960 e não iniciou robôs até a década de 1970.² Entre outros futuros líderes japoneses em robótica, a Daifuku derivou a maior parte de seu crescimento na década de 1960 de sistemas aéreos Webb Conveyor, enquanto a Mitsubishi Electric já era uma empresa global da Fortune 100 que fabricava uma ampla gama de produtos elétricos.^3,4

Na década de 1960, o aumento da renda e do poder de compra se traduziu no aumento da demanda por automóveis pessoais. Ao mesmo tempo, o Japão enfrentou uma escassez de mão de obra, apesar da rápida urbanização que trouxe jovens trabalhadores do campo para a cidade. A escassez significava que era difícil encontrar trabalhadores, mas era ainda mais difícil encontrar trabalhadores qualificados capazes e dispostos a realizar trabalhos “3D” (sujos, perigosos, degradantes, na tradução do inglês “dirty, dangerous, degrading”) em fábricas de automóveis, como soldagem e pintura. Além disso, a norma de emprego vitalício e forte segurança no emprego nas empresas japonesas significava que os trabalhadores se sentiam menos ameaçados pela introdução de robôs e automação.⁵ Todos esses fatores incentivaram a automação nas fábricas de automóveis.

A indústria automobilística do Japão experimentou um rápido crescimento no pós-guerra até o colapso da bolha japonesa. Os robôs industriais tornaram-se muito úteis para soldagem a arco e por pontos, bem como aplicação de tinta em linhas de montagem de automóveis.

Enquanto os braços robóticos da Kawasaki trabalhavam duro nas linhas de montagem automotiva, a Universidade Waseda tornou-se pioneira no campo de robôs de serviço humanóides. Os pesquisadores de Waseda experimentaram protótipos de pernas ambulantes ao longo da década de 1960 e criaram o primeiro robô humanoide completo, o Wabot-1, em 1972.

Do Wabot-1 da Waseda University ao T-HR3 da Toyota, os robôs humanoides do Japão percorreram um longo caminho.

1980 tornou-se o “ano um” para os robôs industriais japoneses

Na década de 1980, o poder competitivo e o potencial inovador do Japão eram bastante claros. Este foi certamente o caso da indústria de robótica do Japão também. O crescimento econômico do Japão moderou após o impacto de dois choques de petróleo e as tensões comerciais com os EUA mudaram o cálculo dos líderes empresariais, mas ainda assim foi uma era de oportunidades para os fabricantes de robôs japoneses, à medida que se tornaram mais independentes tecnologicamente e mais internacionais em seu alcance.

A rápida expansão da robótica durante esta era é o motivo pelo qual os comentaristas japoneses hoje muitas vezes se referem a 1980 como o “ano um” para a robótica.

Um dos fatores que contribuíram para essa expansão foi a mudança de robôs hidráulicos para robôs elétricos. A transição de servomotores DC para servomotores AC e avanços nos microprocessadores possibilitaram um maior grau de precisão.⁶ A invenção do professor Hiroshi Makino dos robôs SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) foi uma prova da capacidade inovadora do Japão. O aumento da proeza tecnológica ajudou os fabricantes de robôs japoneses a expandir seu alcance na década de 1980. Enquanto a Fanuc se mudou para sua hoje um tanto famosa sede na base do Monte Fuji e estabeleceu uma parceria remunerada com a General Motors, a Daifuku expandiu-se para a automação de fábricas de semicondutores e construiu uma presença no Canadá, Cingapura e Reino Unido.^7,8

A robótica permaneceu forte em meio ao mal-estar econômico do Japão pós-bolha

O milagre econômico do Japão perdeu força após o colapso de sua bolha imobiliária em 1991, que deu início ao que veio a ser conhecido como as duas décadas perdidas para a economia japonesa. Dados sobre a oferta global anual de robôs revelam que os fabricantes de robôs não ficaram ilesos: uma queda repentina em 1992 foi seguida por dois anos de estagnação.⁹ Enquanto as empresas japonesas tentavam recuperar as oportunidades perdidas, o aumento repentino dos computadores pessoais e da internet aumentou a demanda por semicondutores, o que criou novas oportunidades para os fabricantes de robôs, e as vendas permaneceram fortes até a crise financeira global.

O fornecimento de robôs industriais no Japão foi atingido durante o “golpe duplo” da Grande Crise Financeira de 2008 e do Terremoto de Tohoku de 2011.

Apesar dos desafios do colapso da bolha do Japão, os fabricantes do país ostentavam 90% das vendas globais de robôs na década de 1990.¹⁰ A indústria doméstica de semicondutores do Japão começou seu declínio relativo nesse período, mas o crescimento na indústria global de semicondutores foi um benefício para a robótica japonesa. Tornou-se cada vez mais difícil para os humanos trabalhar com ‘wafers’, ou fatias de silício usadas para fabricar semicondutores em miniatura, e as fábricas de semicondutores precisavam de salas limpas impecáveis e livres de poeira.

Quando se trata de demanda por robôs industriais, o centro de gravidade mudou rapidamente para a China no início dos anos 2000, quando experimentou seu próprio milagre econômico. A maior parte da demanda por robôs industriais hoje vem da China e os fabricantes de robôs japoneses ajustaram suas estratégias de acordo.

A China é agora uma importante fonte de demanda por robôs industriais e receita para fabricantes de robôs japoneses.

Japão mantém posição dominante no cenário atual da robótica

Hoje, o Japão é uma verdadeira superpotência no campo da robótica, com 47% da fabricação global de robôs em 2020.¹¹ A imagem do Japão como um país de alta tecnologia é inseparável de seu sucesso em robótica.

Quais empresas lideram em robótica industrial?

Fanuc, Yaskawa, Kawasaki, Daifuku e SMC são apenas alguns dos líderes japoneses em robótica industrial. No final de 2020, essas cinco empresas tinham uma capitalização de mercado combinada de aproximadamente US$ 120 bilhões. A Fanuc e Yaskawa exclusivamente têm uma participação de mercado de 29,5% no mercado global de robôs industriais, a partir de 2019.¹²

Os icônicos braços robóticos amarelos da Fanuc podem ser encontrados em fábricas ao redor do mundo. O número de robôs Fanuc feitos é indicativo de sua força; a empresa estabeleceu um marco no setor em julho de 2021 ao fabricar seu 750.000º robô industrial.¹³ O fundador da Fanuc, Dr. Seiuemon Inaba, foi pioneiro em controle numérico (NC) e controle numérico computadorizado (CNC) continua a ser um componente-chave do portfólio de negócios da Fanuc até hoje, com a empresa detendo 50% do mercado global de CNC a partir de 2020.¹⁴

A Yaskawa começou em 1915 como fabricante de motores elétricos e esse legado continua fazendo parte de seu portfólio de negócios em 2021. O que realmente diferencia a Yaskawa é sua forte posição no mercado de servomotores, no qual é líder global. Os servomotores permitem que as máquinas girem e se movam com um alto grau de precisão, o que o torna um componente essencial para muitos robôs. A Yaskawa também é um fabricante competitivo de braços robóticos. Recentemente, a empresa está buscando uma estratégia de digitalização chamada YDX (Yaskawa Digital Transformation).¹⁵

A fatídica parceria da Kawasaki com a Unimation deu a ela uma vantagem pioneira no mercado de robôs industriais do Japão. A Kawasaki continua sendo líder em robótica até hoje, mas não é uma empresa de robótica pura. Seu vasto portfólio abrange sistemas aeroespaciais, motocicletas, máquinas de precisão, entre outros segmentos.¹⁶ Apenas 13,2% de sua receita veio de máquinas de precisão e robótica no ano fiscal de 2020.¹⁷ Da mesma forma, a Mitsubishi Electric é um importante ator em robótica, mas atrai grande parte de suas vendas de outros segmentos.

A Daifuku é líder na área de automação fabril (FA), particularmente logística intra-fábrica. A maior parte das vendas da Daifuku deriva de sistemas de armazenamento e transporte para fábricas, linhas de produção para salas limpas e fábricas de automóveis e sistemas automatizados para aeroportos.

As montadoras também são uma força competitiva em robótica

Dado os laços estreitos entre a robótica e a indústria automobilística, é natural que algumas montadoras tenham uma posição na robótica. Ao contrário do que se poderia esperar, essas montadoras não se concentram exclusivamente em robôs para fábricas de automóveis.

O progresso inovador da Honda em robôs humanóides é um bom exemplo. As experiências da Honda em robôs bípedes autorregulados ao longo do final dos anos 80 e 90 culminaram na revelação do ASIMO em 2000. Vídeos do ASIMO subindo escadas, dançando e atuando como garçom cativaram a atenção do público.

Enquanto isso, o Toyota Research Institute (TRI) impulsiona grande parte dos avanços da Toyota em robótica. Grande parte do trabalho do TRI se concentra em robôs colaborativos que podem “aumentar as habilidades humanas” trabalhando ao lado deles.¹⁸ Alguns dos trabalhos recentes da TRI incluem um robô doméstico pendurado no teto e o robô humanóide T-HR3 que pode imitar graciosamente as ações de um usuário usando um traje de controle.

As empresas japonesas possuem uma presença global

Fábricas em todo o mundo contam com robôs japoneses para automatizar certos processos ou até mesmo linhas de produção inteiras. À medida que os fabricantes de robôs japoneses se tornaram mais independentes tecnologicamente nos anos 80, a valorização do iene japonês após o Acordo Plaza em 1985 deu-lhes ainda mais incentivo para transferir a produção para o exterior.

Fanuc, Daifuku e a divisão de robótica da Kawasaki têm sua sede nos EUA em Michigan. Isso não é coincidência; Detroit, Michigan, já foi o coração da produção de automóveis na América.

Detalhamento da receita por geografia (a partir de 8 de outubro de 2021)

Fanuc: Japão 15,0%, China 33,1%, Estados Unidos 18,8%, Europa 15,5%

Daifuku: Japão 34,6%, China 12,6%, Américas 28,6%, Coreia do Sul 9,2%

Kawasaki: Japão 47,3%, Ásia 18,6%, Estados Unidos 21,1%, Europa 9,6%

Yaskawa: Japão 34,9%, China 25,1%, Américas 15,1%, Europa/Oriente Médio/África 14,1%¹⁹

2021 será o “ano um” para os robôs de serviço japoneses?

Robôs industriais impulsionaram o milagre econômico do Japão e devem continuar sendo fundamentais para reviver a economia do Japão. No entanto, o cenário está começando a mudar à medida que necessidades sociais e econômicas únicas impulsionam o rápido crescimento em uma nova categoria: robôs de serviço. Assim como 1980 se tornou o primeiro ano para robôs industriais, 2021 pode muito bem se tornar o primeiro ano para robôs de serviço no Japão, à medida que eles fazem incursões em áreas como saúde, hospitalidade, transporte e tarefas domésticas.

As políticas incluídas nesta ilustração foram principalmente durante o mandato do primeiro-ministro Abe Shinzo

Iniciativas políticas recentes do governo japonês revelam que eles estão cientes da necessidade de apoiar tecnologias adjacentes e complementares à robótica. Em nenhum lugar isso é mais claro do que na iniciativa Society 5.0. Proposta em 2016, a iniciativa afirma que a sociedade humana passou por quatro níveis de desenvolvimento: uma sociedade da caça (1,0), uma sociedade agrícola (2,0), uma sociedade industrial (3,0) e uma sociedade da informação (4,0). O próximo nível da sociedade é a Sociedade 5.0, na qual uma confluência de tecnologias disruptivas alivia os fardos e permite que os humanos vivam em seu potencial. Na visão de futuro apresentada pela Sociedade 5.0, a robótica está incluída ao lado de tendências como IoT, big data, IA, FinTech e veículos autônomos.²¹

Ventos contrários estruturais exclusivos impulsionam a necessidade de bots amigáveis ​​aos humanos

Os ventos contrários convergentes no Japão de uma força de trabalho cada vez menor, envelhecimento rápido e falta de produtividade estão tornando os robôs cada vez mais necessários. O grande experimento de robôs de serviço do Japão estabelecerá um importante precedente para os vários países que seguirão as tendências demográficas do Japão. Tornar os robôs palatáveis para os humanos será um passo crítico para o sucesso no experimento da Sociedade 5.0.

À medida que a geração que viveu o milagre econômico falecer, menos jovens estarão lá para substituí-los. Isso não apenas reduzirá a força de trabalho, mas também criará uma situação em que menos adultos precisam cuidar de mais idosos. Os robôs podem mitigar esse problema.

A saúde e a enfermagem são áreas onde os robôs de serviço têm um grande potencial. De fato, o Ministério da Saúde, Trabalho e Bem-Estar do Japão (MHLW) e o METI identificaram 13 aplicativos e seis categorias para robôs de serviço em enfermagem. Esses aplicativos incluem robôs para ajudar os idosos a usar o banheiro, andar ao ar livre e até socializar, e a MHLW tem políticas em vigor para apoiar a pesquisa e a adoção desses aplicativos.²² Mais recentemente, em julho de 2021, o MHLW iniciou a NS Matching Platform, que é uma plataforma para combinar “necessidades” com “sementes”, ou seja, conectar instalações de atendimento que precisam de tecnologia robótica com empresas que podem fornecer soluções.²³

O MHLW antecipa o número de profissionais de saúde necessários para aumentar de 2,33 milhões para 2,80 milhões de pessoas entre 2023 e 2040.²⁴ Os robôs podem ajudar a atender a essas necessidades em expansão, aumentando a produtividade. A NS Matching Platform é apenas uma maneira pela qual o MHLW planeja promover seu uso entre os profissionais de saúde.

Os robôs de serviço também podem iluminar restaurantes, hotéis, lojas e residências. Robôs que cumprimentam os clientes fora do horário de pico podem aliviar a carga das lojas. Embora ainda longe de ser comum, mais restaurantes no Japão estão começando a usar garçons robóticos. A integração de robôs na vida cotidiana é um elemento chave da Sociedade 5.0.

Relativamente falando, o público japonês não tem uma forte aversão a robôs, mas ainda há um longo caminho a percorrer. A palatabilidade e os preços altos são obstáculos que devem ser superados antes que os robôs de serviço possam realmente decolar.

A crise do COVID-19 estimula a inovação

A pandemia acelerou a adoção de inúmeras tecnologias disruptivas em todo o mundo e teve implicações significativas para o Japão, que ainda está atrasado na digitalização, apesar de sua imagem de alta tecnologia. A COVID expôs dificuldades no uso de selos hanko (selos personalizados usados para assinar documentos oficiais) enquanto trabalha remotamente. Também chamou a atenção para a dependência excessiva de tecnologias antigas, como o uso de aparelhos de fax por hospitais para compartilhar dados da COVID. O aumento do escrutínio em relação à tecnologia desatualizada está se tornando um impulso para a adoção de robótica e automação.

Em uma era em que as pessoas devem reduzir o contato umas com as outras, os robôs têm a oportunidade de brilhar. A ZMP desenvolveu o DeliRo, um pequeno robô de quatro rodas que circula pela cidade para realizar entregas de alimentos sem contato. Enquanto isso, a Hatapro apresentou o Zukku, uma coruja robótica que usa IA para cumprimentar os clientes e analisar a demanda por produtos com base no diálogo com eles. A Kawasaki também criou um conjunto de braços robóticos para realizar testes de PCR em aeroportos.

Conclusão

Os ventos favoráveis que ajudaram o Japão a se tornar uma superpotência em robótica foram um milagre econômico sustentado, o aumento da fabricação de automóveis e a escassez de mão de obra no pós-guerra. Na primeira era da robótica do Japão, a maior parte da receita foi para os robôs industriais. No ano de 2021, o Japão se depara com condições drasticamente diferentes. Ao contrário da escassez de mão de obra do pós-guerra, a escassez de mão de obra do Japão moderno virá do envelhecimento e declínio da população. Enquanto isso, novas tecnologias como IA e IoT estão facilitando a integração de robôs amigáveis ​​aos humanos na vida cotidiana. Esses fatores provavelmente impulsionarão a próxima fase da robótica, à medida que os robôs de serviço se tornarem cada vez mais integrados à sociedade.