Los robots colaborativos trabajan como los humanos, con humanos
La industria 4.0 está revolucionando la fabricación, pero aprovechar todo su potencial solo será posible cuando los humanos y los robots trabajen juntos, de manera que la tecnología apoye activamente el papel de liderazgo de los humanos. El equipo del proyecto SHERLOCK, financiado con fondos europeos, ha superado desafíos críticos para el despliegue generalizado de la colaboración entre personas y robots (HRC, por sus siglas en inglés). Sus innovadoras tecnologías robóticas con mecatrónica inteligente y cognición basada en IA permiten una HRC segura, eficiente y sumamente efectiva.
Colaboración entre personas y robots: el trabajo en equipo hace realidad el sueño
No existe una solución única para todos en lo que respecta a las aplicaciones industriales de la HRC. La combinación de componentes de la increíble caja de herramientas de tecnologías de SHERLOCK permitió que las soluciones para cuatro aplicaciones industriales superaran los objetivos de rendimiento. El equipo de SHERLOCK mejoró el primer robot colaborativo de alta carga útil, validó la manipulación de paneles solares pesados mientras utilizaba IA para adaptar su comportamiento al ofrecer piezas al operario. «El tiempo de ciclo se redujo en cerca de un 18 % y el peso máximo manejado por un operario pasó de los 42 kg anteriores (lo que requería a dos operarios) a 2 kg», explica el coordinador del proyecto, Nikos Dimitropoulos, perteneciente al Laboratorio de Sistemas de Fabricación y Automatización (LMS) de la Universidad de Patras (Grecia). «De este modo, el robot de alta carga útil apoyará la inclusión, reduciendo las barreras laborales a las que se enfrentan los operarios con limitaciones físicas», señala. Sotiris Makris, director del grupo de Robots, Automatización y Realidad Virtual en la Fabricación del LMS, prosigue: «Nuestro robot colaborativo de baja carga útil respaldado por un gemelo digital avanzado sin igual puede planear tareas en tiempo real utilizando datos integrados de sensores distribuidos. Gracias a los avances en seguridad de SHERLOCK, nuestro robot realizó el remachado durante el ensamblaje de módulos industriales mientras el operario trabajaba a la vez en la misma pieza». El módulo de percepción de IA del robot detectó aproximadamente la mitad de los errores de ensamblaje más comunes y el tiempo de ciclo se redujo en torno a un 40 %. El exoesqueleto semiactivo de SHERLOCK, que posee percepción robótica de las acciones humanas impulsada por IA, puede modular automáticamente su asistencia en tiempo real. El exoesqueleto proporciona entrenamiento para nuevos operarios basado en realidad virtual e instrucciones para operarios basadas en realidad aumentada. Su uso redujo los errores en el ensamblaje de máquinas de control digital por ordenador de gran tamaño. Por último: «El robot móvil de dos brazos de SHERLOCK se empleó para el transporte colaborativo de grandes piezas aeroespaciales compuestas. El control de impedancia avanzado y las interfaces intuitivas de realidad aumentada permitieron que el robot siguiera sin esfuerzo los movimientos del operario y lo ayudara», afirma Makris. La solución redujo la cantidad de operarios necesarios para mover las piezas grandes, lo que les permitió concentrarse en otras actividades de valor añadido.
El comportamiento robótico impulsado por IA similar al humano y la programación fácil fomentan la aceptación humana
SHERLOCK demostró tener ventajas claras en cuanto a rendimiento, ergonomía y aceptación por parte del operario en comparación con las aplicaciones anteriores de HRC. «En cuatro entornos industriales, los robots de SHERLOCK percibieron lo que los rodeaba y las necesidades y preferencias de los operarios, predijeron la intención humana y adaptaron su comportamiento en consecuencia gracias a la percepción y la toma de decisiones impulsadas por IA. Los operarios pasaron de la curiosidad al entusiasmo y, finalmente, vieron a los robots como valiosos compañeros de trabajo», destaca Dimitropoulos. Los robots fueron incluso más fáciles de programar de lo previsto, lo que permitió a los ingenieros de producción reconfigurar los sistemas en horas en lugar de días sin conocimientos ni formación previos. La facilidad de programación y la gran ayuda a los operarios reducirán muchas barreras físicas, formativas, de edad y de género para el empleo. El equipo de SHERLOCK ha revelado el potencial que tienen en el mundo real los sistemas robóticos de asistencia altamente inteligentes. La HRC ha pasado de la investigación a la aplicación, dado que se han comercializado tres productos durante el proyecto. El equipo continuará avanzando en la maduración de los resultados clave en el proyecto CONVERGING.
Palabras clave
SHERLOCK, robot, IA, HRC, colaboración entre personas y robots, fabricación, exoesqueleto, realidad aumentada, mecatrónica, realidad virtual