Tecnología para los negocios - Caminar con éxito hacia la Industria 4.0: Capítulo 16 – Robots

Caminar con éxito hacia la Industria 4.0: Capítulo 16 – Robots

Los robots se definen como máquinas programables capaces de realizar trabajos que antes estaban reservados únicamente a las personas. Más concretamente, la Federación Internacional de Robótica (IFR) definió el robot industrial de manipulación como:

Una máquina automática, reprogramable y multifuncional con tres o más ejes que pueden posicionar y orientar materias, piezas, herramientas para la ejecución de trabajos diversos en las diferentes etapas de la producción industrial, ya sea en una posición fija o en movimiento.

Existe una pequeña controversia con esta definición de robot ya que una aplicación software puede considerarse un robot por ser capaz de realizar también tareas complejas como por ejemplo; realizar  consultas, extraer conclusiones y tomar decisiones en base a las mismas.

En esta guía hablaremos de los robots software, más adelante, cuando tratemos la Inteligencia Artificial. En esta sección únicamente trataremos los robots “hardware”, especialmente los usados en industria, aunque necesiten de una importante componente software para funcionar.

Evolución de los robots

La aparición de robots para la industria data de 1969, y junto a la electrónica, las tecnologías de la información y los PLCs, constituyó el inicio de la Tercera Revolución Industrial. En ese año se desarrolló el primer brazo robótico, al que se le acuñó con el nombre de Standford Arm, y desde entonces ha habido una importante evolución en la robótica industrial que la Asociación Francesa de Robótica Industrial (AFRI) ha clasificado en generaciones:

Primera generación

La primera generación engloba los robots manipuladores que repiten la tarea programada secuencialmente sin tener en cuenta las posibles alteraciones de su entorno.

Segunda generación

La segunda, la componen robots de aprendizaje capaces de adquirir información de su entorno para localizar objetos y adaptar sus movimientos en consecuencia.

Tercera generación

La tercera generación se compone de robots con control sensorizado. El robot dispone de un controlador o computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios muchas veces guiados por visión artificial.

Cuarta generación

La cuarta generación la componen los denominados robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso permitiendo la toma inteligente de decisiones en tiempo real y disponen de mayor autonomía de movimiento.

Quinta generación

La evolución futura de los Robots la que denominaríamos quinta generación, pasa por utilizar las últimas técnicas de inteligencia artificial y sensores inteligentes para implementar robots que perciben, razonan y actúan en entornos dinámicos, desconocidos e imprevisibles.

Como resultado de la interacción con su entorno, el robot es capaz de aprender y desarrollar nuevas capacidades perceptuales, cognitivas y de comportamiento sin intervención humana.

El ejemplo más conocido es el de los vehículos autónomos que gracias a la sensórica y la capacidad de proceso que incorporan pueden transportarnos por tierra mar y aire sin intervención humana.

Por eso se dice que la quinta generación de robots ha roto con la falsa creencia de que los robots, tanto los industriales como los de servicios, son concebidos para realizar principalmente tareas que sean sucias, repetitivas o peligrosas (soldadura, empaquetado y desempaquetado, limpieza).

A medida que se han abaratado y perfeccionado, los robots están siendo utilizados para realizar funciones más complejas como hacer de asistentes, formar, inspeccionar, cocinar, conducir, servir bebidas e incluso a jugar al bádminton.

En la actualidad existen empresas, como la startup Embodied Intelligence, que pretenden que los humanos puedan teleoperar con robots empleando cascos de realidad virtual y creaciones tan espectaculares como Sophia y BigDog que han animado a muchos medios a solicitar el cumplimiento de las leyes de la robótica que enunció Isaac Asimov en 1942.

Robótica industrial

En el ámbito industrial los robots más utilizados son los brazos robóticos aunque cada vez están cogiendo mayor protagonismo los cobots (robots colaborativos) y los vehículos de guiado automático o AGVs.

Brazos robóticos

Aunque pueda resultar extraño, España es el quinto fabricante de robots industriales del mundo y el octavo productor de brazos robóticos para fábricas. Ocupa la décimo primera posición en número de robots por operario con 160 unidades de robots por cada 10.000 operarios frente al líder de este ranking que es Corea del Sur con más de 630 robots por cada 10.000 operarios.

Sin embargo, China es el país que empuja con mayor fuerza la “Robolution” en un mercado que crece exponencialmente gracias en parte a que actualmente los brazos robóticos permiten programación gestual o directa que consiste en guiar al robot directamente, trazando el camino que debe realizar, para que aprenda los movimientos a realizar sin necesidad de programación.

Cobots

Otro tipo de robots industriales son los robots colaborativos o Cobots que son capaces de  interactuar físicamente entre ellos o con humanos en un espacio de trabajo común. Con objeto de ofrecer un aspecto más atractivo, se les suele dotar de una cara digital y aspecto humanoide. Pueden trabajar de varias formas: con autonomía, ayudando a humanos o requiriendo su ayuda.

Los Cobots, como ocurre con casi toda las tecnologías, cada vez son más compactos y fáciles de usar y programar, por ello muchos expertos opinan que liderarán el mercado de los robots industriales en los próximos años.

AGVs

Los AGVs (Automatic Guided Vehicle) o vehículos de guiado automático, es decir sin conductor, son robots que habitualmente tienen forma de carro o plataforma con gran capacidad de desplazamiento y que están dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Normalmente siguen su camino guiándose por la información que perciben de su entorno a través de los sensores que incorporan.

La compañía burgalesa Asti es líder en Europa en la producción de este tipo de robots que se utilizan principalmente para desplazamiento de material indoor.

Fotografías de Brazos Robóticos Articulados, Cobots y AGVs
Fotografías de Brazos Robóticos Articulados, Cobots y AGVs

Otros robots

Desde principios del siglo XXI la robótica ha progresado exponencialmente y podríamos decir que ha modificado nuestro paisaje tecnológico. En muchas viviendas podemos ver Roombas (aspiradoras robóticas que pueden limpiar sus pisos de forma autónoma), en los parques podemos ver a jóvenes que pilotan drones y en las aulas a chicos que programan o juegan con robots cada vez más sofisticados y que controlan a través de un smartphone.

Esta democratización de la robótica, se está produciendo por el abaratamiento de la electrónica y por el uso de sistemas embebidos como Arduino, RaspBerry Pi y Beaglebone, que están siendo utilizados para diseñar drones y brazos articulados robóticos.

Las iniciativas Hágalo Usted Mismo DIY (Do It Yourself) y el Open Source Robotics Foundation (OSRF), han propiciado la aparición de extensa información y potentes librerías gratuitas para la creación y programación de robots, de forma que a fecha de hoy disponemos desde robots imprimibles con una impresora 3D a robots educativos para niños como MBOT o robots para aplicaciones industriales de bajo coste como Dorna, cuyo firmware y software son totalmente libres.

Estos “robotitos de juguete” han provocado que el mercado profesional se haya visto obligado a ajustar precios, ampliar prestaciones y funcionalidades con objeto de seguir manteniendo su gap tecnológico.

En los próximos años, veremos cómo los juguetes, los vehículos, las máquinas e incluso las mascotas pasarán a ser robots y conviviremos con ellos en armonía. Por ello cada vez existen más detractores de la tecnología, que ven en la evolución de los robots una amenaza para los humanos.

La inteligencia del silicio por primera vez en la historia de la humanidad, está superando a la inteligencia del carbono y los humanos no estamos preparados para aceptarlo sin más.

Nos decimos que nunca seremos superados por las máquinas porque carecen de muchas de nuestras habilidades, pero a la vez, cuando vemos lo rápido que evolucionan nos ponemos a temblar.

La respuesta quizá esté en la genética que perfeccionará al hombre para mantener su supremacía una vez esté digitalizado totalmente. Mientras tanto, debemos ser conscientes de que basta que una sola máquina sea superior a los humanos en cualquier faceta, para que al día siguiente todas ellas lo sean.

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