¿Qué diablos es un robot autoprogramable?

Cuando pensamos en cómo combinar la inteligencia artificial, el funcionamiento autónomo y la robótica, Hollywood y los guionistas de lengua suave nos han convencido de que el futuro aterrizará en algún lugar entre "Terminator" y "Ella". Si bien los vuelos de fantasía son necesarios para mantener la vida interesante, el hecho es que los robots que pueden trabajar de forma autónoma simplemente serán demasiado útiles para dominar el mundo. Lo que realmente harán es desempeñar roles necesarios desde hace mucho tiempo que, en última instancia, nos dan más libertad como personas de la que jamás hemos conocido.

Según el MIT, los robots autónomos "son máquinas inteligentes capaces de realizar tareas en el mundo por sí mismos, sin un control humano explícito". En este contexto, sabemos que el control humano es un limitador, pero ¿cuáles son los límites?

Para lograr la autonomía del robot, el primer límite que debe superar un robot es la capacidad de programarse a sí mismo:la capacidad de tomar las metas que se le han fijado y encontrar la manera de lograrlas sin la intervención humana manual.

Los siguientes pasos hacia la autonomía del robot son, como resultado, mucho más cualitativos. Es en estas cualidades, ya sea un servicio prestado, un proceso ejecutado o datos generados, donde la idea de la autonomía del robot realmente cobra vida.

La programación del robot es cansada, tediosa, terrible

La verdad es que los robots de hoy son generalmente muy "tontos". Eso no es un epíteto, por supuesto; considerando lo que pueden lograr cuando están bien programados, son soluciones increíblemente poderosas. Todas las empresas de robótica están trabajando para hacer que los robots que venden sean más fáciles de usar, y aunque algunas nuevas empresas de robótica están trabajando para hacer lo mismo sobre el hardware existente, todas las empresas en el espacio esperan que algún día los robots puedan programar ellos mismos.

¿Por qué es este un objetivo común en la industria de la robótica? Debido a que la programación de robots es un proceso enormemente tedioso, esto a menudo requiere un presupuesto significativo dentro de cualquier integración robótica. Para aquellos que no están familiarizados con el proceso, la programación de robots, aunque divertida para muchos profesionales, es dolorosa de hacer bien, ya que a menudo implica hasta 6 grados de libertad, docenas de posibles trayectorias de herramientas y posiciones finales, y una variedad de Restricciones cinemáticas que requieren una consideración profunda para generar el programa de movimiento de robot más eficiente posible.

Al mismo tiempo, este proceso de generación de movimiento debe realizarse manualmente para todas y cada una de las partes y entornos en los que se espera que trabaje un robot. Esto significa que, hasta el día de hoy, los robots han sido prácticos para empresas de industrias como el transporte y el consumidor. electrónica, pero poco práctica (con la excepción de las aplicaciones especializadas) para la mayoría de las empresas que no producen decenas de miles de SKU de alto valor por año, con una variedad limitada de productos.

Ahí es donde las capacidades de autoprogramación pueden convertirse en un cambio de juego para la industria manufacturera. La mayoría de los costos que entraña el uso de un robot vienen de programarlo y luego estructurar un espacio de fabricación para satisfacer sus necesidades. Al reducir la programación a algo que sea automatizable, es posible permitir que los robots se adapten tanto a las partes como al entorno que los rodea. Lograr esto significa que los robots finalmente podrían ser utilizados por todo tipo de fabricantes, sin importar la combinación de piezas o los SKU involucrados.

¿Qué se necesita para lograr la "autoprogramación"?

Se han introducido una variedad de soluciones a lo largo de los años (y décadas) para facilitar la programación de robots. Enseñar colgantes, instrucción cinemática y programación fuera de línea son formas en las que los proveedores de robótica han hecho que el proceso sea más fácil y más útil para ingenieros, programadores e integradores.

En última instancia, todos estos pueden automatizar algunos elementos del proceso o al menos hacerlos más intuitivos, pero cada movimiento completo aún toma horas, días o incluso semanas para generar y validar, y todo, por supuesto, en entornos altamente estructurados.

Para pensar en lo que necesita un robot para generar su propio movimiento, una respuesta clave es pensar en qué podría hacer que los robots se parezcan más a nosotros. Sin ser demasiado filosóficos, los seres humanos confiamos en nuestros sentidos para aprender casi todo lo que sabemos. Al mismo tiempo, nuestros sentidos son los que nos permiten interpretar y responder a nuestro entorno; gran parte de esto sucede de manera inconsciente, reflexiva, instintiva o incluso se aprende a medida que envejecemos.

Dar a los robots los sentidos que necesitan para luego responder a su entorno, la capacidad de interpretar el espacio y las texturas 3D en particular, les permitiría recopilar la información que necesitan para programarse a sí mismos para lograr un objetivo.

Un robot de autoprogramación, por sí solo, podría lograrse con el conjunto correcto de algoritmos, pero ¿con qué fin? El verdadero desafío aquí es permitir que un robot se programe por sí mismo hacia un objetivo alcanzable convencionalmente:tomar la misma capacidad de un humano para programar de manera efectiva un robot con las herramientas existentes y convertirlo en un proceso automático.

El proceso en las operaciones de pulverización

¿Como sucedió esto? Para tomar el ejemplo de los procesos de pulverización, la necesidad esencial para lograr un resultado de calidad es, en pocas palabras, la capacidad de identificar e interpretar la pieza en el espacio. Al saber esto, con la capacidad adecuada para generar realmente un programa, un robot puede lograr el objetivo de cubrir una superficie con revestimiento (o rociarla con una pistola térmica o materiales abrasivos).

Generalmente, esta precisión debe bajar a un milímetro o menos para lograr la misma agudeza que tienen los seres humanos durante un proceso de trabajo. Afortunadamente, este es un nivel de precisión que se puede lograr con sensores infrarrojos, que al combinar múltiples ángulos y posiciones pueden proporcionar la información necesaria para representar un gemelo digital de un objeto en el espacio 3D.

A partir de ahí, ese tipo de capacidad permite a las empresas automatizar tareas que se han considerado tediosas e incluso peligrosas para los trabajadores humanos. Pasar 40 horas a la semana, 50 semanas al año durante 30 o 40 años rociando y recubriendo piezas industriales no es lo mejor que puede hacer, ya sea por su salud o su psique, mientras que agregar un robot crea beneficios materiales que facilitan otros trabajos. y más divertido de hacer.

En comparación con la programación de robots tradicional, los beneficios no son ni siquiera cercanos. En la mayoría de las operaciones de recubrimiento, hay una amplia variedad de piezas que necesitan trabajo, ya sea en un día determinado o en una ejecución de producción determinada. Muchos fabricantes en estas circunstancias han intentado sin éxito utilizar robots, y los fabricantes de automóviles son, en general, la gran mayoría de los usuarios de robots de pintura en la actualidad. Sin embargo, con los robots de autoprogramación, esa avería cambiará drásticamente.

Después del sentido, ¿qué sigue?

Ahora que comprende los objetivos que puede lograr un robot de autoprogramación, es importante comprender lo que implica el proceso desde el principio hasta el final. Después de generar su sentido del medio ambiente, un robot autoprogramado necesita procesar todos los requisitos convencionales de un robot industrial, con la necesidad adicional de comprender las características únicas de un proceso o celda. Esto podría ser un proceso de conocimiento (por ejemplo, dónde debo dar un paso para apartarme del camino de alguien o qué patrón debo usar para aplicar pintura a una superficie), o instrucciones específicas ingresadas a través de una interfaz de software básica para asegurar que se prioricen los objetivos de calidad exactos. todo, todavía, por supuesto, sin necesidad de programación.

A continuación se muestra solo un ejemplo de cómo se organiza el proceso de autoprogramación. La tecnología Shape-to-Motion ™ de Omnirobotic utiliza cámaras 3D para luego reconstruir un modelo 3D de la célula. Al estar conectado a los controladores de proceso en una configuración de fábrica, además de ser consciente de la posición y las limitaciones del robot en el espacio, el robot puede usar el conocimiento del proceso, las desgloses de tareas y la ordenación del movimiento para participar en un proceso de planificación de tareas paralelo. Cada resultado se evalúa en el entorno de Digital Twin, que luego conduce al resultado más óptimo posible, a veces sobre la base de más de 10,000 escenarios por operación.

Al usar esta capacidad para priorizar tareas, un robot puede generar efectivamente una serie de movimientos por sí mismo que se suman a un proceso completo. Debido a que los robots son intrínsecamente más consistentes, predecibles y pueden funcionar más rápido durante más tiempo que los humanos (como debería esperarse de las máquinas, por supuesto), el resultado final de un robot de autoprogramación es mucho más consistente que cualquier solución existente.

Si haces algo, debes tener un propósito

La IA puede reemplazar algunos trabajos, pero en ese proceso de automatización de cuellos de botella de alto valor en todos nuestros procesos de producción y trabajo, en realidad crearán una demanda de trabajos más creativos, innovadores e intuitivos por parte de los seres humanos. Si bien algún día puede haber una forma de automatizar estos rasgos exclusivamente humanos, ¿por qué querríamos que eso sucediera? Y, por supuesto, ¿estaríamos nosotros como consumidores tan interesados ​​en la "creatividad" producida por una máquina?

Por supuesto, la tecnología de autoprogramación nos da tanto impulso en la imaginación como una buena película, pero es importante que nos anclemos en los beneficios prácticos y rentables de cualquier tecnología. Existe una clara necesidad de procesos de producción más eficientes y efectivos, y ha persistido la escasez de mano de obra calificada, incluso en medio de un desempleo récord.

El hecho es que usar más robots es la mejor manera de que la gente vuelva a trabajar. ¿Cómo preguntas? A medida que crea más productividad (y, por lo tanto, rentabilidad), eso permite que se creen nuevos puestos de trabajo, que aumenten los salarios y que más miembros de una determinada empresa o sociedad se beneficien de los frutos de su trabajo. Si desea comprender más acerca de por qué los robots serán mucho más necesarios tanto para las empresas como para la sociedad en el futuro, consulte esta excelente charla de Robo Busines Direct a cargo del afamado roboticista Rodney Brooks.

Y, por supuesto, si desea comprender cómo la tecnología de autoprogramación ya puede beneficiar a los procesos de pulverización actuales, no dude en visitar nuestro sitio web principal.

Omnirobotic es el único proveedor de tecnología robótica autónoma de autoprogramación para procesos de acabado por pulverización de alta mezcla. Si desea comprender los beneficios únicos de los robots de autoprogramación para las empresas de fabricación industrial, contáctenos en [email protected] o consulte nuestra calculadora de recuperación de la inversión.