Un nuevo tipo de 'cerebro' robótico podría transformar las fábricas modernas

Por Richard van Hooijdonk

Los robots industriales como los que ensamblan los vehículos Tesla o las estaciones base 5G de Nokia son un espectáculo digno de contemplar.

Son fundamentales para la automatización de la fabricación y conducen a una mejor calidad del producto, tiempos de ciclo más cortos y menores costos de producción.

Por lo tanto, no sorprende que se espere que el mercado global de robótica industrial alcance la friolera de $ 97.41 mil millones para 2026 a medida que aumenten las inversiones en esta tecnología.

Pero no todos se benefician de los robots, ya que el alto costo y la implementación compleja representan un obstáculo importante para muchas empresas.

Por ejemplo, mientras que el 90 % de las empresas con ingresos superiores a los mil millones de dólares han implementado soluciones robóticas avanzadas, aquellas con ingresos inferiores a los 250 millones de dólares se están quedando atrás.

Los nuevos sistemas robóticos no solo son costosos, sino que también deben ser manejados por expertos que a menudo son escasos. Sin embargo, los salarios del personal y el hardware ni siquiera son el mayor gasto.

Alrededor de las tres cuartas partes del costo de la automatización en realidad está relacionado con la integración de procesos que incluye la configuración, capacitación, mantenimiento y resolución de problemas de los robots para garantizar que realicen las tareas según lo planeado y se incorporen correctamente a la configuración de fábrica.

Hacer que la integración de procesos sea más barata y sencilla podría, por lo tanto, garantizar que la automatización sea accesible para una gama más amplia de empresas.

Avances tecnológicos clave que hacen posible el cerebro sintético
Massimiliano Moruzzi, científico sénior de la empresa de ingeniería y diseño 3D Autodesk, tiene un plan audaz sobre cómo desarrollar robots industriales asequibles.

Propone el concepto de un cerebro sintético, que se refiere a la combinación específica de hardware, software y sensores que harían que los sistemas robóticos fueran capaces de aprender a través de la experiencia.

Un robot que utilice este nuevo "cerebro" podría reprogramarse a sí mismo según sea necesario, convirtiéndose en una máquina utilizada para varios propósitos.

La era de los dispositivos de una sola tarea llegaría a su fin y la fabricación industrial cambiaría para siempre.

Varios avances tecnológicos han hecho factible tal idea.

Primero, una matriz de puertas programables en campo (FPGA), que es un circuito de hardware programado por un usuario para realizar operaciones lógicas, ahora tiene mejores interfaces y es más fácil de configurar.

En segundo lugar, la inteligencia artificial ha evolucionado hasta el punto en que puede usar la experiencia de una tarea y aplicarla a otra.

Y tercero, los sensores son cada vez más baratos, lo que hace rentable recopilar grandes cantidades de datos.

El flujo de trabajo de un cerebro sintético, por lo tanto, consiste en que la IA reprograma constantemente la red FPGA a medida que fluyen los datos y prepara el robot para nuevas tareas.

Resolviendo los desafíos del proceso de automatización actual
Y los nuevos robots que empresas como Autodesk están desarrollando no se parecerían a nada que hayamos visto antes.

Ligeros, flexibles y energéticamente eficientes, se moverían rápido e incluso podrían leer nuestro lenguaje corporal y expresiones faciales.

Los seres humanos interactuarían con ellos mediante una interfaz gráfica y lenguaje hablado, y casi cualquier empresa podría permitirse e implementar fácilmente la automatización de la fabricación.

La costosa integración de procesos sería cosa del pasado, se nivelaría el campo de juego entre pequeñas y grandes empresas y se resolverían los cuellos de botella actuales en la automatización de la línea de montaje.

Tomemos, por ejemplo, la fábrica de Nokia en la ciudad finlandesa de Oulu. Máquinas automatizadas, una red de sensores, robots de telepresencia y sistemas de seguimiento geográfico son parte de un diseño elaborado que requiere solo 100 empleados para producir estaciones base 5G de vanguardia.

Y, sin embargo, los robots de esta instalación multimillonaria suelen ser máquinas de una sola tarea que no pueden adaptarse fácilmente a la fabricación de otros productos.

La gigafábrica de Tesla en Silicon Valley también es una maravilla de la automatización, ya que su director ejecutivo, Elon Musk, buscó reemplazar casi por completo a los humanos con robots.

Sin embargo, descontento con el rendimiento de los robots en el complejo y cambiante entorno de la fábrica, Musk redujo el uso de la automatización en la línea de montaje.

Por lo tanto, la tecnología de cerebro sintético en pleno funcionamiento podría superar las limitaciones inherentes a los robots modernos y liberar el vasto potencial que las instalaciones de alta tecnología.

Un solo robot produce piezas para varias industrias
Por un lado, una fábrica impulsada por robots que pueden reprogramarse para producir casi cualquier cosa sería extremadamente rentable.

Una configuración y reconfiguración más rápidas, así como operaciones más estables de robots avanzados podrían "producir ahorros de hasta un 40 por ciento", dice Boston Consulting Group.

Además, las fábricas serían más productivas ya que se adaptan fácilmente a un número creciente de variaciones de productos, lanzamientos de productos y diseños personalizados.

La calidad de los productos también mejoraría, ya que los robots utilizan la experiencia pasada para afinar sus operaciones. Y a medida que las máquinas se vuelven más inteligentes, son capaces de realizar más tareas en entornos peligrosos que representan un riesgo para los trabajadores humanos.

Por supuesto, llegar a este punto no es tarea fácil. Los investigadores pueden necesitar entre tres y cinco años para desarrollar los primeros robots de "cerebro sintético" completamente funcionales.

Además de eso, los grandes fabricantes necesitan mucho tiempo y recursos para reconfigurar sus plantas de producción y volver a capacitar a los empleados.

Pero una vez que se complete la transformación, los cambios serán profundos, ya que un solo robot podría, por ejemplo, producir componentes para las industrias aeroespacial, de construcción y automotriz.

Liberando el potencial de la creatividad humana

Llegar a un punto en el que los robots obedezcan nuestros comandos de voz y se reorganicen automáticamente para fabricar un nuevo producto puede parecer una idea demasiado ambiciosa.

Pero en cuestión de unos pocos años, la tecnología de cerebro sintético podría, de hecho, brindar una ventaja competitiva a los primeros usuarios.

La automatización de la fabricación también será asequible para las pequeñas empresas, e incluso las personas capacitadas en disciplinas como la geografía o la biología podrían aprender fácilmente a manejar robots avanzados.

Estos avances están destinados a desatar una nueva ola de creatividad humana y brindarnos una gama de productos con los que ahora solo podemos soñar.

Autor :Richard van Hooijdonk es un observador de tendencias, futurista y orador principal internacional. Con su equipo de investigación internacional, investiga tendencias tecnológicas como robótica, drones, sistemas de transporte autónomo y otras tecnologías.