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An affordable edge-computing device for high-performance and power-efficient robotics automation

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La primera herramienta de pila completa para simplificar la instalación de robots industriales

La automatización industrial ofrece niveles más elevados de control de calidad, flexibilidad y seguridad para la fabricación. snickerdoodle es un dispositivo personalizable y asequible que cabe en la palma de la mano y sirve para minimizar el tiempo, el esfuerzo y el coste de configurar robots industriales.

Economía digital

Los sistemas de fabricación más antiguos carecen de las ventajas de las nuevas tecnologías digitales de detección y conectividad (robótica e internet de las cosas). Sin embargo, actualizar las infraestructuras requiere desarrollar plataformas de software y personalizarlas para cumplir los requisitos de rendimiento, potencia e integración de componentes. Esto implica inversiones importantes en capital y personal que es necesario planificar con mucha antelación. Estas inversiones deben sopesarse frente a los riesgos de tiempos de parada en la producción, los daños evitables en los equipos y las deficiencias en los procesos. En el marco del proyecto snickerdoodle, krtkl (pronunciado como «critical» en inglés, que significa «crítico») ha creado la primera placa de desarrollo de pila completa para sistemas robóticos. En ella se aloja un «cerebro» central para las operaciones de conectividad, integración, control y supervisión de los distintos componentes y subsistemas de fabricación. Como el «hardware» subyacente es reconfigurable mediante «software», snickerdoodle simplifica el desafío de activar las interfaces para una amplia gama de sensores, actuadores y protocolos de comunicaciones. Además, ofrece información y opciones de control fáciles de comprender para los operadores. El fondo europeo del Instrumento PyME permitió al proyecto completar una evaluación de viabilidad, definir una estrategia de lanzamiento al mercado y establecer una cadena de suministro para la fabricación.

Implementación simplificada y tiempo de desarrollo

snickerdoodle consta de varios procesadores, «software» personalizable por parte de los usuarios finales, que pueden programar el arreglo de compuertas programables en campo o FPGA y conectividad inalámbrica. Todo ello se presenta dentro de un dispositivo del tamaño de una tarjeta de visita. El procesador principal ejecuta sistemas operativos de uso general o en tiempo real para atender las tareas de más alto nivel, como las comunicaciones en red entre máquinas o los bucles de control de motores. La lógica programable, o FPGA (el «cerebro»), permite personalizar las entradas y salidas de un sistema con resultados que van desde actuar como interfaz con motores y sensores a convertirse en una máquina de procesamiento de vídeo exclusivamente. Esto puede ser útil, por ejemplo, para la supervisión de líneas de producción o aplicaciones de visión por ordenador. El FPGA también ejecuta algoritmos complejos de control y procesamiento de datos. El sistema dispone de Wi-Fi y Bluetooth integrados para simplificar la integración con redes modernas. «Después de años de trabajo en mecatrónica y sistemas empotrados, desarrollando soluciones únicas para empresas con el fin de llevar nuevos productos de automatización al mercado, resultaba obvio que era necesario disponer de un “cerebro” central. Era necesario que esto se pudiese adaptar rápida y fácilmente para cumplir los requisitos de cada aplicación específica», explica el coordinador del proyecto, Ryan Cousins.

Desde fábricas a calzado

Después de pruebas térmicas, ambientales y de durabilidad exhaustivas («in situ» y en laboratorios de emisiones), así como simulaciones de diseño (mediante «software» de ingeniería), krtkl ha desarrollado versiones de calidad industrial de la tecnología, disponibles bajo demanda. La versión comercial de snickerdoodle y otras partes de la plataforma de desarrollo (piSmasher y breakyBreaky) están disponibles actualmente en Mouser para su envío a todo el mundo durante el mismo día. El «hardware» también estará disponible en Amazon más adelante durante este año. Los usos comerciales actuales incluyen el control de motores en tiempo real y la planificación de trayectorias para robótica industrial (brazo robótico de seis ejes para montar, pintar e inspeccionar mobiliario), la detección remota con baja potencia y alta durabilidad (petróleo/gas/suministros) y la recopilación y el procesamiento de datos para mantenimiento preventivo (automatización de fábricas). Además, se ha utilizado el sistema snickerdoodle completo (que incluye breakyBreaky, piSmasher, carcasas, accesorios, etc.) en productos comerciales y de consumo que han obtenido la certificación de la FCC formal. «Hemos visto snickerdoodle utilizado en todo tipo de aplicaciones, que abarcan desde la automatización industrial hasta el comercio minorista inteligente y los accesorios para deportes electrónicos. Hemos empezado prácticamente sin capital externo, algo que muy poca gente creyó posible. Prevemos que va a cambiar la vida de muchas personas, aunque no sepan que existe», dice Cousins. El equipo trabaja en mejorar el dispositivo para que sea compatible con las tecnologías en chip más recientes. Esto permitirá admitir aplicaciones punteras, como el procesamiento de vídeo de mayor resolución, la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, así como otros usos que requieren un uso intensivo del procesamiento informático.

Palabras clave

snickerdoodle, automatización, robótica, fabricación, internet de las cosas, pila completa, FPGA, conectividad inalámbrica

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