Por Jeremy Cook
Si nos remontamos a la antigua leyenda griega de Talos, el protector robótico mitológico de Creta, los seres humanos han soñado durante muchos años con el uso de seres con inteligencia artificial para facilitarnos la vida. La invención del transistor y la siguiente explosión de capacidad computacional disponible, como en robots móviles autónomos, significa que esta idea es ahora una realidad.
¿Qué son los robots móviles autónomos?
Los primeros robots móviles fueron experimentos de laboratorio como el robot Shakey, desarrollado en la década de 1960 en Stanford Research Institute. Los dispositivos experimentales dieron origen a robots móviles que se podrían usar en aplicaciones del mundo real, como el robot repartidor de correspondencia que aparece en el programa de TV The Americans de FX. Estos dispositivos, que a veces son problemáticos, comenzaron a venderse a principios de la década de 1970. Si bien, nominalmente son robóticos, estos robots repartidores de correspondencia se consideran AGV (es decir, vehículos guiados de manera autónoma) que siguen una ruta de movimiento establecida impresa en el piso.
Los AGV son limitados en flexibilidad y usos. Con una mejor tecnología de sensores y una capacidad computacional mucho mayor, los AGV han dado paso a los AMR, o robots móviles autónomos. Esta clase de dispositivo comprende su entorno y navega por él sin la intervención directa de un ser humano. No necesitan una ruta predeterminada, ya que pueden detectar el entorno, crear un modelo interno y luego calcular una ruta optimizada para completar tareas.
Estos robots pueden reaccionar a condiciones cambiantes de almacenes o exteriores, y trabajar con otros robots e incluso seres humanos. Los cálculos se pueden realizar abordo del robot o a través de recursos de cálculo locales en el edificio físico donde funcionan. Los sistemas de robots móviles autónomos también pueden aprovechar los sistemas de computación en nube para lograr un rendimiento óptimo.
Robots móviles automatizados y sus usos
Aunque los AGV fueron dispositivos de nicho en el pasado (probablemente nunca ha visto un robot repartidor de correspondencia como el de The Americans en persona), hoy observamos una proliferación de robots móviles autónomos impulsada por usos en gestión de almacenes, en especial en Amazon. El gigante de almacenaje y despacho ha instalado más de 350 000 robots en sus plantas desde su introducción en 2012.
La automatización ha permitido a los almacenes de Amazon tener en existencias un 50 % más de artículos y recuperarlos 3 veces más rápido que antes. El costo de cumplimiento ha disminuido 40 % y la automatización de tareas repetitivas permite a Amazon optimizar procedimientos para reducir las lesiones humanas.
La flota de robots móviles automatizados de Amazon se compone principalmente de robots pequeños que se asemejan a Roombas muy mejoradas. Estos robots se deslizan debajo de las repisas de inventario, que se conocen como cápsulas, las recogen con una gata integrada y luego las llevan hasta recogedores humanos a 4,8 km/hora aproximadamente. Los trabajadores humanos luego pueden recuperar los artículos sin tener que explorar el almacén. Si bien, un almacén robótico puede parecer caótico para un observador casual, los movimientos se coordinan mediante un controlador central que permite que los AMR lleguen a su destino final.
Después del trabajo de almacén de los AMR, el siguiente paso es mover artículos hasta el destino final. Los conductores aún son seres humanos principalmente. Sin embargo, nuevos dispositivos como el robot de despacho de seis ruedas de Starship Technologies y el robot Scout similar en prueba (ahora finalizada) de Amazon podrían con el tiempo permitir a las empresas prescindir del uso de conductores. Los drones aéreos podrían ser otro paso en esta evolución.
Más allá de mover productos de un lado a otro, los AMR se podrían implementar para inspección automatizada, especialmente en áreas donde sea peligroso desplazarse para los seres humanos. Considere que algunas situaciones, como lugares profundos bajo tierra, hacen que sea difícil la supervisión humana directa por la interferencia de radiofrecuencia. Por lo tanto, la automatización sería esencial. Descubra cómo la desinfección automática con UV de hospitales y usos similares son tareas que robots pueden realizar (y no simplemente informar sobre ellas) sin interacción humana.
¿Cómo funcionan los robots móviles autónomos?
Con los avances actuales en sistemas computacionales en nube y el procesamiento periférico de mayor capacidad, hemos observado una gran mejoría en el control de robots. Estos robots deben tener información actualizada sobre el entorno a su alrededor, gracias a sensores locales y a su capacidad de controlar su movimiento mediante la configuración adecuada de motor y transmisión.
Estas tecnologías serán esenciales para la próxima revolución robótica móvil autónoma:
- Visión artificial: usa una cámara o varias cámaras para ver de la misma manera que los seres humanos. La IA, el aprendizaje automático y el procesamiento periférico mejorado permiten contar con capacidades mejoradas.
- LIDAR: detección por luz y distancia. Genera una nube de puntos para crear mapas del área circundante en 3D.
- Computación periférica con IA: potentes módulos de procesamiento abordo de robots móviles permiten tomar decisiones en tiempo real sin la latencia inherente al acceder a recursos lejanos en la nube. La línea de SBC de Jetson es un método popular para experimentar con IA periférica.
- Redes inalámbricas: permiten el acceso de recursos computacionales en la nube o locales (a nivel de planta) y coordinan varios robots que trabajan como un enjambre.
- Accionador de motor: controla directamente motores de robots.
Diseño de robots móviles autónomos: potencial casi sin límites
Si bien el empuje de la tecnología AMR en gran medida se encuentra relacionado con la automatización de almacenes, la robótica para la desinfección con UV fue un tema candente durante los períodos más álgidos de la pandemia del COVID, y hoy en día se exploran aplicaciones de patrulla de seguridad móvil.
El Departamento de Policía de Nueva York recientemente reveló planes para comenzar a usar un robot Knightscope K5 con ruedas de 181 kg de peso y 1,5 m de alto. Si el público aceptará este robot o no, aún es una interrogante. El departamento experimentó con un robot Spot en 2021 antes de que lo sacaran de servicio después de la reacción negativa del público. Este nuevo robot Knightscope se podría describir como un R2-D2 transformado en un huevo gigante o como alguien comentó: "Una versión Disney de un Dalek".
El campo de los policías humanos puede estar a salvo por ahora, pero los robots móviles automatizados indudablemente seguirán afectando nuestras vidas de manera significativa. La pregunta es si se podrán ver en público o si estarán ocultos detrás de un almacén y de las paredes de una planta industrial.
El diseño de robots móviles involucra diferentes componentes clave, como motores de CC sin escobillas (BLDC, por sus siglas en inglés), sensores y suministro de potencia. Explore estos productos y otros en Arrow.com.
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