I ett labb vid University of Washington spelar robotar airhockey.

Eller så löser de Rubiks kuber, bemästrar schack eller målar nästa Mona Lisa med en enda laserstråle.

När robotarna leker lär sig forskarna som byggde dem mer om hur de fungerar, hur de tänker och var de har utrymme att växa, säger Xu Chen, en av dessa forskare och docent i maskinteknik vid UW.

"Från en robots synvinkel blir artificiell intelligens mer och mer mogen", sa Chen och syftade på programvaran och algoritmerna som hjälper en robot att ta in sin omgivning och fatta beslut. "Men om vi vill att en fullskalig robot ska kunna tänka väldigt snabbt och smart och sedan kunna göra saker i det fysiska rummet, tror jag inte att vi är där än."

Spelen är ett sätt att komma ett steg närmare att ta ut robotarna från airhockeyarenan och in i arbetsstyrkan, och be maskiner att axla uppgifter som att lyfta och flytta tunga lådor i timmar i taget. Robotar arbetar redan i lager och hjälper Amazon- och Walmart-kunder att få sina beställningar snabbare, men e-handels- och detaljhandelsledare vill att de ska göra mer. Jobben har redan tilldelats men en del av tekniken måste fortfarande komma ikapp.

I Chens labb kan spelen fylla i några av dessa luckor, vilket speglar hur en robot kan fungera på en arbetsplats i ständig förändring. Lasermålningen är en förminskad version av en 3D-skrivare, som kan användas för att testa och tillverka delar till flygindustrin. Att se en airhockeypuck flyga nerför bordet hjälper forskare att förstå hur man "rensar" data som maskinen bearbetar från miljön runt den.

Det finns redan en växande efterfrågan på den typen av teknik. Marknaden för automatiserade lösningar för lager – lösningar som sträcker sig från transportband till robotarmar till autonoma vagnar som transporterar paket runt en anläggning utan riktning från en människa – skulle kunna nå 51 miljarder dollar till 2030, baserat på en uppskattning från ABI Research, en New York -baserat företag som studerar teknik.

I ett lager kan automation och robotik hjälpa företag att påskynda verksamheten. Det kan vara bra för ett företags resultat men svårt för arbetare, som pressar på för att hålla jämna steg med maskinerna. Oron för denna önskan om snabbhet driver delvis upp en växande facklig ökning, särskilt på Amazons lager, ses som en av de snabbaste ledarna för e-handel.

"Accelerationen av teknik på alla typer av arbetsplatser på nya sätt är faktiskt en helt ny uppsättning anledningar för människor att gå samman och bilda en fackförening", säger Jim Stanford, ekonom och chef för Center for Future Work, en progressiv ekonomisk forskningsföretag.

"Jag är inte förvånad över att teknik är en faktor i vad som skulle motivera arbetare att vilja ha ett fackförbund", tillade Lisa Kresge, som studerar skärningspunkten mellan teknik och arbete vid University of California, Berkeley. "För att det i allt högre grad är en faktor som påverkar deras liv."

Automatiska lösningar

Riskkapitalintresset för automation såg en topp från och med 2016, då investerare lämnade ut mer än 2 miljarder dollar till företag som arbetar med automatiserade lösningar. Under första halvåret av förra året hade investerare utlovat 1,4 miljarder dollar till branschen, enligt uppgifter från analysföretaget Crunchbase.

"Det finns många uppgifter som måste lösas", säger Jeff Burnstein, ordförande för Association for Advancing Automation. "En av de spännande sakerna nu är att det dyker upp företag som bara fokuserar på specifika områden."

Autonoma robotar på Amazons webbplatser tillryggalade mer än 1 miljard miles förra året och flyttade paket tillsammans med mänskliga medarbetare. När en soptunna anländer till en arbetars förvaringsstation kommer ett mjukvarusystem att lysa upp platser som ska undvikas, vilket hjälper till att beräkna det mest effektiva sättet att passa in föremål i och runt varandra. En algoritm bestämmer senare – och levererar – rätt mängd tejp som behövs för att försegla varje beställning.

Amazon säger att deras robotar gjorde det möjligt för företaget att lagra 40 % mer lager i sina uppfyllnadscenter. Med produkten lätt till hands kan den förkorta tiden mellan det att en kund beställer och det att paketet anländer till deras dörr.

Walmart uppskattar samma kostnads- och effektivitetsbesparingar, med hänvisning till ett högteknologiskt distributionscenter som flyttar 40 % mer produkt än en traditionell anläggning. I sitt högteknologiska distributionscenter för dagligvaror i Shafter, Kalifornien, använder Walmart en algoritm för att bestämma hur man ordnar lådor med frukt och grönsaker för att maximera utrymmet på en lastpall eller släp. För att undvika krossade jordgubbar tar programvaran hänsyn till varje föremåls densitet när den gör sin beräkning.

Förra året meddelade Walmart att de planerar att implementera högteknologiska lösningar i 25 av sina 42 regionala distributionscenter. "Kort sagt, det här är en game changer", skrev det i ett blogginlägg i juli 2021. "Denna första teknik i sitt slag när den tillämpas i vår skala är revolutionerande."

Där tekniken kommer till korta

Automation är inte för alla – särskilt företag som verkar i liten skala, säger Rich O'Connor, vice VD för lagring och automation på Raymond West, ett företag med verksamhet i Auburn som tillverkar gaffeltruckar och annan lagerutrustning och hjälper kunder att integrera automatiserad teknik i sin verksamhet. Raymond West, ett dotterbolag till Toyota, tillhandahåller transportörer för Amazons sista mils leveranstjänst.

Innan han vände sig till ny teknik sa O'Connor att företag borde titta på hur de fungerar och hitta delar av processen som skulle kunna fungera bättre. En stor hög med produkter som ligger i ett hörn av lagren är vanligtvis ett bra ställe att börja, sa han.

Att införa automatisering kan ta allt från sex månader till två år.

"Om vi ​​helt enkelt automatiserar en dålig process, kommer vanligtvis samma problem bara att utökas," sa O'Connor.

Lagerrobotar som de Amazon och Walmart använder har en stor död fläck:att plocka igenom föremål av olika former och storlekar.

Det är där den mänskliga hjärnan fortfarande behövs.

"Vi kan göra så många olika typer av bearbetning att det är nästan omöjligt - om inte faktiskt omöjligt - att replikera", säger Ashish Banerjee, ingenjörsprofessor vid University of Washington. "Mycket av det vi gör kommer från år av erfarenhet och intuition, så att få vilken robot som helst att vara så kunnig, så mångsidig i sina bearbetnings- och distributionsmöjligheter, är extremt utmanande."

En robot kan prestera bra i ett lager som har konsistens, sa Banerjee. Typerna av produkter som kommer in är desamma, byggnadens layout är densamma och dess uppgifter är vanligtvis desamma. Säsongsbetonade spikar – som gräsmatta stolar på sommaren och snöslungor på vintern – kan bli knepigt.

Teknologer arbetar på sätt att använda AI och annan programvara för att hjälpa robotar att avgöra vad ett föremål är och bestämma vilken åtgärd den ska vidta, sa Banerjee. Under tiden behövs fortfarande människor, om så bara för att övervaka.

För de mänskliga arbetarna i ett lager tar den uppgiften - "plocka" i industrispråk - en majoritet av deras tid, sa O'Connor från Raymond West.

En arbetare kan tillbringa 50–60 % av sin dag med att gå till de föremål som de ska välja. Automatiserade lösningar, som mobila robotar, som ger varor till en mänsklig arbetare, kan minska restiden till bara 10-15 % av arbetsdagen, sa O'Connor, vilket frigör dessa minuter för mer plockning.

Arbeta med maskinerna

Jason Anthony märker normalt inte att robotarna flyttar paket runt honom.

En plockare på JFK8 Amazon-lagret i Staten Island, New York, uppskattar Anthony att han förväntas flytta en vara var nionde sekund.

Han är det fjärde stoppet i den strömlinjeformade lagerprocessen. En lastbil lämnar varorna, en förvaringsplats lägger varan i en soptunna, ett nätverk av transportband och autonoma robotar flyttar den soptunnan runt lagret, och sedan kommer den till Anthony, som tar tag i rätt vara för att fylla en beställning, skannar den och skickar den till en packare, innan den beger sig tillbaka ut från lagret.

En algoritm avgör vilka paket som kommer till Anthony på en gång. De varierar i storlek från en flaska handdesinfektionsmedel till ett föremål på 50 pund, med liten varning om vad som komma skall.

I Charlotte, North Carolina, märkte Jonathan Schenkel att robotarna han arbetade med hade ett unikt mänskligt problem:De har långsamma dagar.

Schenkel, som brukade arbeta som plockare på ett Amazon-uppfyllningscenter, väntade på att en robot skulle komma till hans station med föremål att plocka och skicka med. Det fanns dagar då robotarna stökade runt snabbt; så snart han valde rätt föremål från en robot, skulle en annan glida in för att ta dess plats. Men andra dagar kan robotarna vara tröga.

Om en robot sprang bakom, skulle Schenkel titta på en skärm på sin arbetsstation som varnade honom när en annan var på väg.

I ett lager som mäter produktiviteten med sekunden kan fem till tio minuters eftersläpningstid för en robot ha stor inverkan på Schenkels genomsnittliga arbetstakt för dagen.

Amazon har kritiserats för att använda robotar och andra automatiserade lösningar för att öka arbetstakten för sina anställda, ibland till en ohållbar takt, men Schenkel sa att han tyckte om att arbeta med maskinerna.

Innan han började på uppfyllnadscentret hade han arbetat på ett Amazon-sorteringscenter, där medarbetare sorterar kundorder efter slutdestination och får dem på lastbilar för leverans. Där, istället för att slå sig ihop med robotar, skulle han behöva sortera igenom paketen när de anlände på ett löpande band.

Han flyttade från det ena centret till det andra på jakt efter fler timmar. Men efter sju månader på uppfyllelsecentret släppte Amazon honom.

Chefer sa till honom att han inte hängde med i arbetstakten och hade för många fel när han fyllde beställningar. Schenkel sa att företaget ökade den förväntade arbetstakten, upp mer än 100 artiklar per timme, och när han pressade sig själv att arbeta snabbare visste han att antalet misstag också skulle öka.

Schenkel sa att han upprepade gånger bad om att byta till en annan roll i lagret, och insåg att han inte matchade arbetstakten. Företaget sa nej.

Nu söker han andra jobb. Han är öppen för en annan lagerroll men sa att hans sökning inte kommer att omfatta Amazon.

Arbetsekvationen

I Staten Island rör sig Anthony snabbt under sina skift och även om han inte lägger märke till robotarna som jobbar vid sidan av honom, säger han att han känner de digitala ögonen hos mjukvarusystemen som Amazon har satt upp för att hålla koll på arbetarna.

Det systemet har gett honom lite klarhet i hur snabbt han rör sig – han kan kontrollera sin egen takt på en maskin i pausrummet – men det har också lett till en spänd arbetsmiljö där han och hans kollegor oroar sig för att ta en drink vatten eller gå på toaletten.

Det är en av anledningarna till att Anthony bestämde sig för att gå med i ansträngningen att fackligt organisera sig.

"Vi kan spåras av våra handledare från det ögonblick vi loggar in på våra stationer till det ögonblick vi lämnar", sa Anthony. På frågan om tekniken hjälper till att lätta en del av bördan av hans jobb, sa han "det finns inget som gör mitt jobb lätt."

Arbetare på Staten Island-anläggningen där Anthony arbetar röstade den 1 april för att bilda det första facket vid en Amazon-anläggning i USA. Amazon planerar att bestrida valresultatet, men om resultatet inte upphävs kommer företaget och fackföreningen att börja nu förhandla ett kontrakt. Anställda på anläggningen letar efter bättre lön och bättre arbetsvillkor, inklusive runt arbetstakten.

Fackföreningar vill i allmänhet inte stoppa tekniken, sa Stanford från Center for Future Work. Istället vill de ha "förhandlingsstyrka för att få vissa fördelar."

Fördelar som garanterat meddelande om ändringar som kommer. Ett krav på att lokal arbetskraft ska inkluderas i diskussioner kring nya typer av teknik. Tillgång till utbildning och omskolning. Försäkrar att arbetarna vet hur man använder maskinerna på ett säkert sätt. Avgångsvederlag om de är automatiserade utanför ett jobb.

"Alla bröd-och-smörfrågor som fackföreningar försöker förhandla kring teknik handlar om att säkerställa att den tillämpas rättvist och säkert, och att kostnaderna och fördelarna delas", sa Stanford.

Culinary Workers Union Local 226 i Las Vegas förhandlade nyligen fram ett avtalsspråk som kräver att arbetsgivare ska ge upp till sex månaders uppsägningstid före implementeringen av ny teknik, gratis utbildning och ett bonuspaket som inkluderar sex månaders hälsoförmåner om en arbetares jobb förskjuts av automatisering.

Transportation Trades Department, AFL-CIO, som representerar 37 fackföreningar, pressar federala lagstiftare att börja förbereda inför introduktionen av helt autonoma fordon. Den vill säkerställa att om arbetare fördrivs erbjuds de jobb med samma löneskala som de hade tidigare, sa avdelningens president Greg Regan.

United Food and Commercial Workers International Union, som representerar arbetare inom livsmedels-, köttförpacknings- och andra frontlinjeindustrier, fördömde nyligen Amazon för att ha investerat i kontaktlös kassateknik, ett steg mot att eliminera behovet av pjäser.

Stanford från Center for Future Work tror inte att Amazon skulle göra eftergifter kring ny teknik på egen hand. Det "kommer bara att göra det om de pressas."

Alla ögon på Amazon

Washingtons arbetare har också uppmärksammat Amazons lagerverksamhet. State Department of Labor and Industries har lämnat in fyra anmälningar relaterade till osäkra arbetsförhållanden vid Amazon-anläggningar i delstaten. Det senaste citatet, från ett lager i Kent, fann att 10 av de 12 arbetsprocesser som utvärderades "skapar en allvarlig fara för arbetsrelaterade rygg-, axel-, handleds- och knäskador."

Avdelningen kopplar skaderisken till arbetstakten. Beth Gutelius, forskningschef för Center for Urban Economic Development vid University of Illinois Chicago, kopplar arbetstakten till användningen av robotar.

Det är inte så att robotar i sig gör arbetet farligare, sa hon. Det är hur Amazon och liknande företag använder dem för att sätta förväntningar på sina anställda.

"Det finns många tekniker som kan ta bort en del av dessa risker, minska riskerna (och) riskerna med att vara lagerarbetare", sa hon. "Problemet är de val som arbetsgivarna gör ... tar bort alla dessa möjligheter."

Amazon har åtagit sig att minska antalet incidenter med 50 % till 2025, sa Amazons talesperson Kent Hollenbeck. Och det kommer att använda teknik för att nå dit, sa Jeff Bezos till aktieägarna i sitt senaste brev som vd innan han avgick.

Man gick med på att spendera 66 miljoner dollar för att skapa teknik som kommer att förhindra kollisioner av gaffeltruckar och andra industrifordon och arbetar med att "uppfinna lösningar" för att minska muskel- och skelettskador för nyanställda. Som en nick till mjukvara använder den algoritmer för att automatisera bemanningsscheman på ett sätt som roterar anställda mellan jobb, vilket minskar stressen från repetitiva rörelser.

"Vi har aldrig misslyckats när vi bestämt oss för något, och vi kommer inte att misslyckas med det här heller", sa Bezos till aktieägarna.

Ställa in standarden

Amazons affärsmodell, flera intäktsströmmar och högprofilerade status gör företaget till en "outlier" jämfört med andra lager – och det kan driva på berättelsen om automatisering snabbare än själva tekniken, säger Gutelius, från Center for Urban Economic Development .

"För allt snack om hur tekniken förändrar lagerhållning ... det är i en mycket tidigare fas överlag i branschen än vad jag tror att många antar med tanke på nyheterna, särskilt om Amazon," sa hon.

Amazon har utrymme att experimentera med ny teknik och investera i automatiserade lösningar som kan dra in i omedelbara intäkter för löftet om långsiktig vinst, sa hon. Den har flexibiliteten att välja en "förlustledare" eller en del av deras verksamhet som har råd att förlora pengar för att bygga upp den tekniken.

O'Connor från Raymond West börjar se fler företag komma ombord för att försöka hänga med.

Företag brukade investera i automatisering endast när de skulle se en avkastning på sin investering inom två år, sa han. Nu är de villiga att vänta tre till fem.

O'Connor fäster förändringen till Amazons framgång.

"Företag som Amazon har satt ribban väldigt högt för service", sa han. "Om du ska konkurrera med Amazon eller sälja med Amazon, måste du ha samma typ av tjänst, och det enda sättet du kan göra det är om du lägger till lite automatisering i processen."

"Om du inte investerar i förändring," sa han, "då kommer du att lämnas i stoftet."