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Mobile dual arm robotic workers with embedded cognition for hybrid and dynamically reconfigurable manufacturing systems

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Por qué su próximo compañero de trabajo podría ser un robot

Un equipo de investigadores y socios industriales de la Unión Europea empleó la inteligencia artificial y la automatización avanzada para desarrollar un robot con una configuración de doble brazo capaz de moverse con libertad por la planta producción, realizar tareas complejas e, incluso, interactuar con sus compañeros de trabajo.

Economía digital

El modelo de cadena de montaje ha caracterizado durante mucho tiempo el concepto de fábrica. Sin embargo, la fabricación está cada vez más centrada en el cliente, lo que requiere con urgencia un concepto de fábrica más flexible. Para el proyecto THOMAS (Mobile dual arm robotic workers with embedded cognition for hybrid and dynamically reconfigurable manufacturing systems), financiado con fondos europeos, la respuesta a esta necesidad reside en unas máquinas más inteligentes. «Los robots con capacidad cognitiva permiten que las fábricas se adapten rápidamente a las diferentes demandas de los clientes y, al mismo tiempo, reducir los costes de mantener grandes inventarios», comenta la coordinadora del proyecto, Niki Kousi, ingeniera de investigación del Laboratorio de Sistemas de Fabricación y Automatización (LMS, por sus siglas en inglés) de la Universidad de Patras, en Grecia. «Los robots inteligentes pueden realizar muchas de las tareas extenuantes, repetitivas y peligrosas, por lo que así también pueden mejorar la salud, la seguridad y el bienestar de los trabajadores», añade Sotiris Makris, director del grupo de Robots, Automatización y Realidad Virtual en la Fabricación de la LMS.

Una fábrica reconfigurable

El objetivo del proyecto es crear fábricas reconfigurables mediante el empleo de operarios robóticos móviles y autónomos. Por lo tanto, el primer paso consistió en diseñar un robot móvil de doble brazo innovador. «Gracias al diseño de doble brazo y su capacidad para moverse con libertad por una planta de producción, estos robots pueden realizar tareas avanzadas, lo que supone un nuevo paradigma en el sector de la fabricación», añade Makris. A continuación, los investigadores digitalizaron la planta de producción. «Estos modelos constituyen un gemelo digital de la fábrica física e incluyen de todo, desde operarios humanos hasta robots, piezas y procesos —explica Kousi—. También son dinámicos y utiliza datos de sensores bi- y tridimensionales para proporcionar una imagen en tiempo real del estado de la planta de producción». Los modelos sirven como hoja de ruta para los robots, lo que les permite moverse de forma autónoma y segura por la planta de producción y realizar muchas tareas como, por ejemplo, atornillar, manipular o taladrar. También les permite ayudar e interactuar con sus homólogos humanos. «Los robots son capaces de realizar un razonamiento avanzado, por lo que pueden colaborar entre sí y con otros recursos de la cadena de producción, como los operarios humanos —comenta Makris—. Cada robot dispone de dispositivos de detección certificados para poder moverse e interactuar con personas en un entorno sin limitaciones físicas». Detrás de todas estas funciones avanzadas hay una tecnología innovadora conocida como bibliotecas de percepción robótica. Estas bibliotecas permiten que los robots puedan desplazarse sin chocar con nada, alinearse debidamente y acoplarse virtualmente a las estaciones de trabajo, y detectar la ubicación de las distintas herramientas que se emplean en el proceso de montaje. Todas las tecnologías del proyecto se han integrado en la estación de producción abierta (Open Production Station, u OPS por sus siglas en inglés) de THOMAS.

Los robots ayudarán, no reemplazarán

Algunas personas podrían considerar a THOMAS como un ejemplo más de puestos de trabajo perdidos por culpa de la automatización, pero Makris insiste en que no es así. Según él, «THOMAS se ha diseñado para ayudar a los operarios humanos y para realizar las tareas más peligrosas y duras. Además de aumentar la seguridad de las fábricas, esto también permitirá que los trabajadores se concentren en las tareas más avanzadas y de mayor nivel, lo que incluye la programación del robot». Para ilustrar este hecho, Makris señala que la OPS de THOMAS se demostró completamente en entornos reales como, por ejemplo, una fábrica aeronáutica y de automóviles. «Los resultados revelan que la OPS de THOMAS no solo mejora la utilización de los operarios humanos, sino que también posibilita nuevas oportunidades de trabajo en una fábrica», concluye Makris.

Palabras clave

THOMAS, robot, inteligencia artificial, automatización, fábrica, fabricación, gemelo digital, datos de sensores

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