La inteligencia artificial impactará en la evolución de la robótica colaborativa

La robótica colaborativa es un campo en rápido crecimiento que se centra en el uso de robots diseñados para trabajar de forma segura y eficiente junto con los humanos en entornos de trabajo compartidos. La colaboración entre humanos y robots ofrece oportunidades para mejorar la eficiencia, la productividad y la seguridad en las operaciones de manejo de materiales y distribución. En el sector logístico la robótica colaborativa está experimentando un crecimiento significativo y una demanda creciente en varias áreas específicas de aplicación, conozcamos cuáles son las áreas que actualmente tienen un mayor crecimiento y demanda.

“La robótica colaborativa está permitiendo que veamos robots en nuevas aplicaciones y, sobre todo, en clientes que hasta ahora no se planteaban la automatización de procesos. Esta nueva robótica es sinónimo de sencillez, en el caso de los cobots de ABB, gracias a la FlexPendant y al software de fácil programación Wizard Easy Programming es posible manejar el cobot en tan solo unos minutos, sin necesidad de conocimientos de programación de robots. En el caso concreto de la logística, estamos viendo robots colaborativos principalmente en aplicaciones de paletizado, despaletizado y preparación de pedidos donde el espacio disponible para instalar la aplicación es muy reducido. También, se instalan muchos cobots en pequeñas empresas que están abordando sus primeros proyectos de automatización. A pesar de que en muchos casos se podrían instalar robots industriales, estas empresas eligen los cobots debido a la fácil instalación y a la flexibilidad para modificar la programación para trabajar en un proceso diferente. Es importante destacar que en algunas aplicaciones como en los procesos de picking o inducción a sorter, el rendimiento alcanzado es un parámetro clave para asegurar la viabilidad del proyecto. Por ello, ABB suele recomendar el uso de robots industriales o robots colaborativos de la gama Swifti, que pueden trabajan a máxima velocidad siempre que las personas no se acerquen al robot”, explica Rubén Aparicio, Account Manager – Logistics Segment ABB Robótica.

Por su parte, Fernando León, director técnico FANUC Iberia, apunta: “En mi opinión las aplicaciones que más se están desarrollando enfocadas al sector logístico son las de paletizado y manipulación en general que suelen ser las más sencillas de instalar y de justificar su amortización. FANUC empezó su actividad en robótica colaborativa con modelos de alta capacidad de carga de hasta 35 kg. Paulatinamente hemos ido cubriendo el rango de carga entre 5 y 35 Kg con nuestra nueva gama de robots colaborativos CRX. Los CRX destacan en tareas como el paletizado, la clasificación y el completamiento de pedidos, agilizando los procesos de manipulación de materiales y aumentando la eficacia operativa. Gracias a su capacidad para trabajar de forma continua y a un ritmo constante, pueden realizar tareas repetitivas con rapidez y precisión, lo que reduce el tiempo de procesamiento y aumenta el rendimiento, manteniendo altos niveles de control de calidad y trazabilidad. Pueden manipular paquetes de distintos tamaños, pesos y configuraciones, y pueden reprogramarse fácilmente, lo que permite operaciones versátiles en entornos de almacén dinámicos. Los cobots CRX pueden trabajar en zonas compactas lo que permite un uso eficiente del espacio disponible”.

Seguridad y ergonomía

Por el contacto directo que este tipo de innovaciones tienen con los empleados es importante prestar especial atención a cómo los fabricantes están integrando los aspectos de seguridad y ergonomía en el proceso de diseño y fabricación de los robots colaborativos para garantizar la protección.

“El cumplimiento de las normativas de seguridad son fundamentales en cualquier instalación robotizada con robots colaborativos o con robots industriales convencionales. Nuestros cobots CRX pueden desempeñar un papel fundamental en la consecución y el cumplimiento de estas normas. Proporcionan un rendimiento preciso y repetible, ayudándole a cumplir los requisitos de calidad con confianza. Además, la serie CRX cumple plenamente la norma de seguridad ISO 10218-1 específica para instalaciones con cobots. A la hora de diseñar los robots colaborativos se deben tener en cuenta aspecto importantes de seguridad como el paro por contacto con el operador, la posibilidad de reducción de velocidad cuando los trabajadores se acercan al entorno del robot, la retirada automática del robot en caso de atrapamiento y la programación por guiado manual de robot. En el caso de los robots colaborativos de FANUC se cumplen todas esas normativas pero siempre hay que tener claro que en una instalación industrial con un robot colaborativo se debe asegurar por parte del integrador que toda la instalación y no solo el robot debe cumplir la normativa de seguridad de instalaciones con robots colaborativos industriales de acuerdo a las normativas CE. Por eso recomendamos trabajar con integradores que apliquen correctamente las normativas de seguridad”, asegura Fernando León (FANUC Iberia).

Mientras, Rubén Aparicio (ABB Robótica), indica: “ABB dispone de dos principales gamas de robots colaborativos: GoFa y Swifti. Comenzando con la primera gama, el cobot GoFa incorpora una serie de características que le permiten compartir simultáneamente el espacio de trabajo con las personas, sin tener que incurrir en los gastos asociados a barreras físicas y vallados, sin comprometer la seguridad, otorgando así máxima flexibilidad y eficiencia. En cuanto a la gama Swifti, se trata de unos cobots que permiten aunar lo mejor de la robótica colaborativa y la industrial en un mismo producto. Combina la velocidad de un robot industrial líder en su clase, con la facilidad de uso de un robot colaborativo. Esto se consigue gracias al uso de la funcionalidad de seguridad SafeMove de ABB, gracias a un escáner láser externo, ayudando a la colaboración segura y fácil con humanos. Una luz de estado de interacción proporciona una indicación visual del estado de funcionamiento de SWIFTI. Un aspecto clave, que frecuentemente no se tiene en cuenta, es que una aplicación con un robot colaborativo no es segura simplemente por implicar el uso de un cobot. El ejemplo más sencillo es pensar en instalar una garra con un elemento cortante en un cobot, en ese momento la aplicación deja de ser colaborativa aunque el robot lo sea. Por ello, es necesario realizar siempre un análisis de riesgos de la aplicación”.

PREGUNTAS

1. ¿Cuáles son las tendencias en diseño y funcionalidad de los robots colaborativos para la industria logística?

2. ¿Cómo están aprovechando las tecnologías emergentes, como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, para mejorar el rendimiento y la versatilidad de sus robots colaborativos?

3. ¿De qué manera abordan los desafíos éticos y sociales asociados con la introducción de robots colaborativos en entornos de trabajo, como el impacto en el empleo y la relación entre humanos y máquinas?

“Nuestra experiencia a nivel empresarial en España es que las empresas que invierten en automatización con robots crecen en facturación, número de empleados y en la calidad de los empleos”,Rubén Aparicio, Account Manager – Logistics Segment ABB Robótica.

1. Tendencias de diseño. El sector logístico está creciendo muy rápido y cada vez es un sector más tecnológico. Antes era un centro de costes para las empresas, un simple problema a resolver, y ahora vemos muchísimas empresas cuyos negocios están basados en la logística.

Esto se traduce en inversión en I+D y tecnología, con aplicaciones como la visión con IA para el despaletizado, picking o inducción a sorter. 

En el caso concreto de la robótica colaborativa, una gran tendencia son las herramientas que permiten una programación sencilla de los robots, como la programación por bloques. En el caso concreto de ABB, todos los cobots cuentan con Wizard Easy programming, una herramienta de programación gráfica que permite a los usuarios, ya sean usuarios de robots principiantes o profesionales, programar robots industriales y colaborativos de forma fácil, rápida y eficiente en una amplia gama de aplicaciones. Se pueden agregar bloques de programación arrastrándolos y soltándolos, o presionando un botón. Después se presiona el boton reproducir para ejecutar el programa. Es así de simple.

Wizard Easy Programming viene con un conjunto de bloques estándar preinstalados, desde movimientos del robot hasta mensajes e instrucciones de señales. Para situaciones en las que se requieren bloques altamente especializados, los expertos pueden crear fácilmente bloques personalizados con Skill Creator que después podrán ser compartidos con otros usuarios.

2. Aprovechamiento de tecnologías emergentes. Lo primero de todo, creo que es importante destacar que las tecnologías como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático no sólo están impactando en la robótica colaborativa, sino que también lo están haciendo en la robótica industrial en la robótica móvil. De hecho, en las aplicaciones en las que se quiera maximizar el rendimiento, siempre se recomienda la robótica industrial frente a la colaborativa.

Hablando de rendimiento, las herramientas de simulación como el RobotStudio de ABB, permiten conocer cuál será el comportamiento real del robot antes de haberlo instalado. Incluso permiten simular el comportamiento de la programación del robot o la afectación según el peso de los productos manipulados. Adicionalmente, a corto plazo empezaremos a ver aplicaciones en las que los movimientos del robot se han optimizado con inteligencia artificial para maximizar el rendimiento.

A día de hoy, se pueden automatizar aplicaciones como el despaletizado multireferencia, el picking de sectores como el e-commerce, o la inducción a sorter, gracias al uso de la inteligencia artificial. Se trata de aplicaciones que hace solo unos años nos hubiese parecido imposible automatizar ya que los procesos no son repetitivos, cada día se presentan al robot productos que no ha visto antes, en un entorno completamente desordenado, y el robot es capaz de manipularlos. Por último, la inteligencia artificial también está impactando drásticamente a las soluciones de robótica móvil. Por ejemplo, el recientemente lanzado al mercado sistema de navegación Visual SLAM, permite a los robots móviles navegar por entornos desestructurados sin ningún tipo de referencia, o incluso modificar su ruta en función de lo que está sucediendo en cada momento. 

3. Desafíos éticos y sociales. Este es un debate que surgió hace unos años cuando tuvo lugar la introducción de la robótica en empresas de la industria general pero que los hechos han rebatido de forma clara. Por un lado, las tareas que desarrollan robots suelen estar englobadas dentro de lo que llamamos 3Ds: dangerous, dull and dirty, es decir, peligrosas, repetitivas y en ambientes sucios donde los humanos no queremos ni debemos trabajar. Por otro lado, nuestra experiencia a nivel empresarial en España es que las empresas que invierten en automatización con robots crecen en facturación, número de empleados y en la calidad de los empleos. También se pueden ver estos mismos resultados a nivel país: los países con mayor automatización presentan las menores tasas de paro. 

“La inteligencia artificial y el aprendizaje automático con la generación automática de trayectorias brindarán más oportunidades para que las empresas amplíen sus capacidades”,Fernando León, director técnico FANUC Iberia.

1. Tendencias de diseño. Una de las tendencias más claras es el uso de visión artificial integrada en los robots. Actualmente, el comercio electrónico incluye procesos de selección, colocación y otros procesos de manipulación de materiales que forzosamente implican el uso de equipos de visión. Es probable que haya muchas aplicaciones estandarizadas en el futuro cercano.

FANUC ofrece una amplia gama de productos de visión 2D, 3D y 3DV que permiten incluso la clasificación de productos que llegan mezclados o en cajas (bin picking). Los sistemas de visión integrados son rápidos de instalar, fáciles de usar y flexibles; no es necesario tener conocimientos expertos en programación. Para aplicaciones de e-commerce como despaletizado y recolección de productos dentro de contenedores, el sensor de área 3DV junto con el software iRVision de FANUC puede proporcionar una detección de piezas muy rápida y confiable. Además, el software iRVision de FANUC permite trabajar fácilmente con otros productos de visión artificial.

Dado que el mercado de robots está en sus inicios en los distintos segmentos del e-commerce, hay muchas empresas integradoras trabajando en el desarrollo de nuevas aplicaciones. Desde el punto de vista de elección de un integrador, se recomienda hacer pruebas piloto y de demostración de las nuevas aplicaciones antes de implementarlas en el mundo real.

2. Aprovechamiento de tecnologías emergentes. Este es un campo relativamente nuevo para la robótica industrial. La inteligencia artificial y el aprendizaje automático con la generación automática de trayectorias brindarán más oportunidades para que las empresas amplíen sus capacidades y simplificará la tarea de seleccionar productos con altos niveles de variabilidad que vienen muchas veces mezclados.

Los integradores con experiencia en visión artificial y/o IA son los que podrán tener más éxito en satisfacer las necesidades de sus clientes. Es importante tener en cuenta que existen algunas limitaciones con la IA: una es el aprendizaje profundo frente al aprendizaje automático que utiliza algoritmos de maquinaria más antiguos. El aprendizaje profundo (deep learning) es relativamente nuevo en la última década y la idea es que cuantos más datos tenga, mejor funcionará la visión artificial. A medida que se ejecuta un sistema, el aprendizaje profundo intenta descubrir cómo seleccionar elementos por sí solo. A medida que mejoran los conjuntos de datos, las empresas están logrando tasas de selección del 99% en términos de reconocimiento de objetos, pero todavía hay mucho margen de mejora.

3. Desafíos éticos y sociales. Probablemente esta es la pregunta más complicada de responder del cuestionario. La realidad es que países altamente industrializados y robotizados son a la vez los que suelen tener tasa de desempleo bajas. 

Y en muchas empresas es complicado encontrar empleados cualificados y no cualificados, especialmente en el sector logístico en el que se espera una alta demanda de mano de obra en los próximos años.

Los cobots CRX están diseñados específicamente para trabajar junto a las personas, no para sustituirlas. Con un cobot CRX, puedes dejar las tareas más repetitivas, sucias y potencialmente peligrosas en manos del robot y dejar que los empleados desarrollen otro tipo de tareas. 

Hace poco leí un artículo que decía que hay muchas preguntas y muchas incertidumbres, pero una realidad: la robótica industrial y colaborativa se seguirá desarrollando y debemos comenzar a pensar y gestionar su cambio y para ello juegan un papel esencial instituciones, gobiernos, universidades, centros de investigación y empresas entre otros para establecer normas y leyes para dar respuesta a sus consecuencias para la economía, el empleo y la sociedad en su totalidad.

Informe publicado en el nº292 de Logística Profesional (pág 80-84)