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ROBOTS COLABORATIVOS: «COLABORA» CON ELLOS

ROBOTS COLABORATIVOS: «COLABORA» CON ELLOS

La interconexión e interactuación con las máquinas es una realidad plausible. La captación del entorno y sobre todo la seguridad de las personas dinamizan esta nueva categoría de Robots Colaborativos. Su facilidad de uso, su flexibilidad y su retorno de inversión los catapultarán al éxito. El futuro nos depara colaborar con ellos.

La Cuarta Revolución Industrial puede ser más significativa incluso que sus precedentes. Por ello, vale la pena analizar el despliegue de las numerosas y seductoras perspectivas que aporta, así como sus diversos elementos facilitadores. Uno de los fundamentos esenciales de esta incipiente Revolución Industrial radica en las máquinas interconectadas junto al «Internet de las Cosas». Maximizar la efectividad requiere conectar la demanda del cliente con el resto de sistemas, máquinas, herramientas y materiales; en esencia, con todos los medios necesarios para la producción.

En un sistema de producción integrado es necesario un flujo de información automatizado bidireccional. Los Robots Colaborativos indudablemente permitirán este cauce al instante y serán un eslabón maestro en el desarrollo de máquinas autónomas. Es necesaria una conexión de todos los elementos para poder darle mayor autonomía a las máquinas, incluidas las conexiones suficientes para interactuar con las personas.

Este nuevo concepto de robots posee la capacidad de trabajar codo con codo con personas, incluso en colaboración con ellas. Esto es posible gracias a que obtienen conocimiento suficiente de su entorno y a que la seguridad de los seres humanos es premisa trascendental en su diseño, incorporando así la Primera Ley de la Robótica de Isaac Asimov.

El archiconocido escritor ruso, uno de los máximos exponentes de la literatura de ciencia ficción, en el relato Runaround  (1942) ya postuló las tres Leyes de la Robótica que ha utilizado como premisa en todas sus obras sobre el tema. Leyes que, por otra parte, se han extendido a otras muchas obras y son ya un referente en la cultura y en el mundo de la ciencia ficción. De hecho, acumulan innumerables referencias, hasta en películas como Star Wars.

  • Primera Ley: Un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.
  • Segunda Ley: Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto cuando estas entren en conflicto con la Primera Ley.
  • Tercera Ley: Un robot debe proteger su propia integridad, siempre y cuando esto no impida el cumplimiento de la Primera Ley y Segunda Ley.

Asimov, a quien se le atribuye la redacción de las Leyes en colaboración con John W. Campbell, afirma que estas fueron concebidas para contrarrestar un supuesto «complejo de Frankenstein», lo cual, en la práctica, significaría restringir el temor humano hacia unas máquinas que hipotéticamente pudieran rebelarse y sublevarse contra sus creadores.

En el último capítulo del libro que concluye la saga se redactó la Ley Cero, que tiene prioridad y modifica las otras tres para que no entren en conflicto con ella: «Un robot no puede hacer daño a la humanidad o, por inacción, permitir que la humanidad sufra daño». Se dice de este conjunto de Leyes de la Robótica representa una especie de «código moral» para las máquinas y que en su programación más básica se incluiría que ni siquiera puedan intentar desobedecer estas leyes a fin de comportarse como un «ser moralmente correcto». Pero ojo, una máquina o robot no razona, es «lógico»,  y la mayor parte de las historias de robots de Asimov se basan en situaciones en las que ─a pesar de las tres Leyes─ es posible que un robot viole alguna de ellas y haga daño a un ser humano.

Desde hace siglos, tanto los robots como los autómatas han ejercido una particular fascinación en el ser humano, al menos desde el concepto de Talos, el mítico gigante de bronce forjado por Hefesto para la protección de Creta. Las máquinas están entre los humanos desde hace tiempo. Por mucho que les pese a las mentes apocalípticas, en sus múltiples formas y de alguna manera son nuestras aliadas. A pesar de no haber logrado la autonomía plena que propugnan las historias de ciencia ficción, la colaboración entre las personas y la tecnología es una de las grandes bazas de la industria.

Con la premisa de las Leyes Robóticas, un nuevo concepto está empezando a estar presente en la industria, se trata de los Robots Colaborativos, una nueva generación de máquinas que se integran con los humanos en entornos de fabricación, permitiendo trabajar de manera estrecha a robots y personal humano sin restricciones de seguridad requeridas en aplicaciones típicas de robótica industrial. Es decir, esta nueva generación de Robots Colaborativos está pensada para ser instalada sin tener que utilizar vallado de seguridad, lo que le permite trabajar en líneas de montaje junto a operarios sin correr riesgos de seguridad y, a la vez, minimizando la inversión en costosos sistemas de detección de seguridad.

La actual normativa referente a sistemas de robótica industrial se basa en las normas ISO 10218-1, ISO 10218-2. Para poder aprovechar la irrupción de estos nuevos Robots Colaborativos y especialmente para propiciar su capacidad de poder trabajar junto a operarios humanos sin tener que aislarlos en «jaulas» y dotarlos de sistemas de seguridad, se han desarrollado nuevas legislaciones como la ISO/TS 15066 – Safety of Collaborative Robots (link adjunto a documento de ABB publicado por infoPLC.net) donde muy instructivamente se definen los Requisitos de Seguridad para Robots y Aplicaciones Colaborativas.

 Un conjunto de robots de seis ejes utilizazos para la soldadura.

 Un conjunto de robots industriales de seis ejes utilizados para soldar. 

Algunos de estos androides incorporan sistemas avanzados de control de fuerza en los ejes, detección de esfuerzo y/o consumo, pudiendo detectar colisiones con su entorno y desconectar sus sistemas evitando dañar a los operarios (incluso no romper un huevo). Con ello, habilitan que el robot se pare bajo criterios biomecánicos a una fuerza determinada y programada cuando encuentra un obstáculo, permitiendo trabajar con el robot sin el vallado de seguridad siempre que la aplicación lo permita.

La siguiente relación es una muestra de este incipiente mudo de los Robots Colaborativos más significativos ordenados alfabéticamente:

Varios de estos robots han sido suficientes para definir la categoría de «Robots Colaborativos» y demostrar que las personas y los androides pueden trabajar juntos. Así pues, se abre un amplio abanico de posibilidades que permitirá aumentar la flexibilidad, productividad y eficiencia de prácticamente la totalidad de las operaciones de manufactura todavía no automatizadas. En particular, las relacionadas con manipulación de producto no demasiado pesado (que requieran del tradicional robot industrial).

Otra de sus bondades es que son sistemas que permiten ser programados de una manera sencilla, por personal no cualificado y sin conocimiento de programación. En muchos casos no se habla de programación del robot, se habla de enseñarle o entrenarle, ya que los movimientos se pueden programar moviendo manualmente el robot por su muñeca a las posiciones deseadas, registrando estas posturas para que luego las repitan de forma automática.

Esto permite que los propios empleados de la fábrica sean capaces de recibir, instalar, «programar» y poner en marcha una instalación con robots colaborativos. La facilidad de instalación y programación permite que el robot pueda ser utilizado en diferentes tareas dentro del área productiva de una manera flexible.

Aunque los Robots Colaborativos tienen ciertas limitaciones como son su restricción de carga a manipular y su velocidad de movimientos, tienen muchas otras ventajas que los hacen unas opciones muy interesantes y que en los próximos años se irán implantando en muchas industrias que hasta ahora tan siquiera se imaginan que pueden implantar una solución robótica en sus procesos. Así pues, existe una importante oportunidad para utilizarlos y resolver problemas de costos, calidad y productividad, especialmente cuando haya interacción o acompañamiento al operario.

Jacob Pascual, responsable comercial del sur de Europa de la firma danesa Universal Robots, reconoce que esta tecnología se ha fabricado pensando especialmente en su uso en pequeñas y medianas empresas, pero lo cierto es que compañías como Renault, BMW, Volkswagen, PSA ─Peugeot Citroen─, Seat, Boing o Airbus han implementado los robots colaborativos a la cadena de producción. «Se aplica en industrias para pick and place, cogen las piezas en un lugar y las colocan en otro y aunque están diseñados para todo tipo de empresas, se están implementado sobre todo en el sector de la automoción.»

Según Pascual, en una instalación de robótica tradicional el 25% del coste lo representa el robot y el 75% es todo lo que hay alrededor en términos de programación estructural, seguridad, etc. En los Robots Colaborativos puede llegar a presentarse la situación opuesta y, en términos económicos, asegura que «permite unos tiempos de amortización de entre 4 meses y un año, algo que se valora mucho en el sector. Los proyectos que se amortizan antes se aprueban en el momento.» De todos modos, ya existen incluso experiencias de alquilarlos en Estados Unidos, donde la empresa Steel Collar Associates colabora con Yaskawa realizando este tipo de alquiler.

Puede que, después de todo, estos robots permitan mantener la producción local frente a la deslocalización de empresas hacia Asia. Su facilidad de uso y flexibilidad debería favorecer la producción en nuestros países de origen. De modo que, en vez de luchar por un puesto de trabajo contra los robots, lo más práctico pueda ser «colaborar» e interactuar con ellos.