Cómo construir robots industriales que colaboren con los humanos

Los robots seguros y eficientes interactivos con el hombre, o "cobóticos", revolucionarán las líneas de montaje, los servicios domésticos, los seguros médicos y la industria de la logística.

Los fabricantes de automóviles y equipos aeroespaciales ya han adoptado sistemas robóticos automatizados a gran escala, y British Airways (BAE Systems) anunció planes para utilizar robots colaborativos para construir aviones militares a principios de este mes.

1. Aislamiento

Pero hasta ahora, los robots industriales todavía no son seguros y confiables en términos de "compartir espacio con los humanos"; sólo en el mercado estadounidense, los robots causan miles de muertes. muertes cada año Ha habido más de 20 muertes accidentales, por lo que la mayor parte del tiempo, el área donde opera el robot debe estar rodeada por una barrera.

“Son muy eficientes y prácticos en operaciones únicas como transportar objetos pesados. Sin embargo, sólo pueden moverse a ciegas y sin inteligencia, por lo que una vez que tocan a las personas durante el proceso, es probable que provoquen accidentes graves. O incluso provocar la muerte", afirmó José Sáenz, investigador del Instituto Fraunhofer de Operaciones y Automatización de Fábricas de Alemania.

A diferencia de los primeros robots, los "robots colaborativos" están equipados con sensores y funciones de seguridad que pueden detectar eficazmente a las personas que los rodean y responder en consecuencia. Este diseño forma una combinación perfecta entre humanos y robots: la fuerza y ​​precisión de estos últimos combinadas con la visión, percepción, pensamiento y adaptabilidad de los primeros desencadenarán una productividad más eficiente.

La combinación de humanos y robots es armoniosa, al menos por ahora, porque muchas de las habilidades que poseen los humanos no pueden crearse mediante programación hoy en día. "Hay mucha experiencia y conocimientos extralibros que no se pueden expresar en el código de un programa. Por ejemplo, un trabajador puede detectar que algo anda mal, o que la vibración de un taladro eléctrico es inusual, o que cierto material es demasiado "Es difícil", afirmó Sáenz. "Será difícil registrarlos en forma de documentos".

2. Evitar lesiones

Al estar relativamente avanzados en el uso de "robots colaborativos" Es BMW. En 2013, BMW instaló robots diseñados y producidos por la empresa danesa Universal Robots en su fábrica del sur de California, EE.UU. El robot puede ayudar a completar las operaciones de aislamiento y sellado de agua de las puertas de los automóviles rociando pegamento mientras los trabajadores sostienen los componentes de la puerta. Sin estos robots, las operaciones manuales tradicionales serían laboriosas y podrían provocar lesiones laborales en la muñeca.

“Lo que nos interesa es la ergonomía y la seguridad. Los robots pueden realizar operaciones repetitivas como empujar y tirar en la línea de producción sin sufrir lesiones”. "Estos robots son similares a los trabajadores que trabajan juntos, y a los trabajadores les encanta".

¿Pero qué sucede cuando un trabajador se acerca demasiado al robot? "El robot primero le advertirá que está demasiado cerca, ", dijo Morris. Detiene la operación actual."

Este año, el robot se utilizó para otra tarea ergonómicamente exigente: insertar goma dura en los agujeros del chasis. "Muchos trabajadores se lesionan los pulgares al hacer esto", explicó Morris. Inicialmente, BMW desarrolló huesos protectores para sostener los dedos mediante impresión 3D, pero ahora los robots colaborativos con "súper pulgares" se han hecho cargo por completo de esta tarea.

3. Aprenda mediante demostración

Los robots colaborativos más avanzados tienen una función flexible, por lo que el mismo modelo de robot puede cambiar fácilmente de modo nuevamente para seguir diferentes modos, como programar tareas. tareas de carga y descarga, y tareas de procesamiento de materia prima.

El robot Baxter diseñado por RethinkRobotics cuenta con dos brazos robóticos y una cara (pantalla) de expresión dinámica. El robot puede aprender a realizar diversas tareas entrenándolo mediante demostración: los humanos pueden controlar los brazos del robot y especificar una serie de acciones, que el robot recordará y repetirá, logrando así el propósito de aprender mediante demostración. La pantalla en la cabeza informará a las personas que lo rodean sobre las tareas que está realizando actualmente o los problemas que está encontrando a través de indicaciones de expresión facial.

El primer Baxter que salió del laboratorio y se puso en uso real fue el robot recolector de chocolate introducido por el gigante australiano de la confitería Haigh's Chocolates en febrero de 2015. El robot trabaja en conjunto con otros trabajadores de la fábrica y está desprotegido durante todo el proceso. Aislamiento.

4. Flexibilidad y precisión

La siguiente área de aplicación principal de los robots colaborativos es el ensamblaje y producción de productos electrónicos de consumo, una industria que actualmente depende principalmente del ser humano. laboral

En marzo de este año, Baxter le dio la bienvenida a un hermano pequeño "con una sola mano", Sawyer, un robot diseñado para realizar pruebas de placas de circuito y operación de máquinas

Además, casi al mismo tiempo. Al mismo tiempo, Abb, una empresa con sede en Zurich, Suiza, también lanzó un robot llamado YuMi, que está equipado con una gran cantidad de sensores y puede pasar hilos con precisión a través de las agujas de coser de pequeño tamaño. y rango de movimiento son, entre otras características, lo que lo convierte en una combinación perfecta para líneas de montaje pequeñas, como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y tabletas.

“Estas características son cruciales para maximizar la utilización del espacio en las fábricas e instalar robots en pequeños talleres”.

Una vez que los robots colaborativos se ensamblan y prueban ampliamente en la industria, pueden aparecer inmediatamente en el mercado interno, lo que por supuesto conlleva muchos desafíos únicos.

“En un entorno industrial, los humanos que estarán presentes suelen ser adultos mayores de 18 años, con edad suficiente para entender la importancia de llevar gafas y zapatos de cuero duro en un entorno laboral. En el entorno, todo se vuelve diferente, como las mascotas y los niños rodando por el suelo”, señaló Sáenz, “pero el mercado interno es un mercado más grande.

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