alessandro di fava

Alessandro Di Fava nos da las claves de la robótica en I+D

Uno de los valores competitivos de Robotnik es su larga trayectoria no solo como fabricante de robótica móvil, sino también como parte de más de 60 proyectos europeos de investigación y desarrollo en robótica.

Los robots y manipuladores móviles de la empresa española tienen un rol principal dentro de diversos proyectos enfocados a distintos sectores: inspección, logística, agricultura, sanidad o emergencias y rescate entre otros.

De innovación tecnológica, de lo que estos proyectos aportan al sector de la robótica y otras novedades, habla en esta entrevista Alessandro di Fava, director de proyectos en Robotnik.

Los proyectos de I+D en robótica son un campo particular. ¿Por qué Robotnik participa en proyectos de I+D? Veamos qué pueden aportar proyectos de I+D como los europeos al sector de la robótica y a la sociedad en general.


ADF:  Me llamo Alessandro Di Fava, soy director de proyectos en Robotnik.

Alessandro Di Fava

Actualmente participo en 4 proyectos europeos que forman parte del programa Horizonte 2020: 5G-ERA, ODIN, BACCHUS y PROMEN-AID.

Dentro de esos proyectos, nuestro objetivo es proporcionar robots móviles y también desarrollar algunas tecnologías mejoradas que aumenten nuestras aplicaciones de AMR. Me refiero, por ejemplo, al uso de la inteligencia artificial en la robótica o a los robots y el 5G.

5G y robótica

ADF: El 5G aporta mejoras en las comunicaciones entre diferentes dispositivos. Una de ellas es la posibilidad de ejecutar funciones específicas en la propia red, reduciendo problemas como el retraso o la latencia.

Sé que suena a términos muy técnicos, pero en realidad se puede entender con ejemplos sencillos. El 5G y la robótica aportan muchas posibilidades nuevas para distintas áreas.

Hasta ahora, cuando tienes que comunicarte entre dispositivos con las comunicaciones existentes (inalámbricas, 4G, etc.), en muchos casos la información no llega a tiempo.
Imagina que un equipo de bomberos tiene que controlar un robot en tiempo real en una situación de emergencia, por ejemplo. Necesitan información rápida para tomar decisiones rápidas, ya que el éxito de la misión depende en parte de que no haya retrasos en la comunicación.

También puedo contar que Robotnik ya está comercializando los primeros robots 5G.

¿Qué implica el 5G para los robots?

Como dice Alessandro, para los robots colaborativos, el 5G ofrece un marco que nos permitirá hacer avances significativos basados principalmente en 3 aspectos: baja latencia, M2M (comunicación masiva entre máquinas remotas) e IoT.
Todas las tecnologías disruptivas -la IA, el IoT o la realidad aumentada- se potencian ahora con la implementación de una conexión 5G.

Robots 5G:

  • Ancho de banda elevado: necesario para los streams de datos, vídeo y audio, tanto para el telecontrol como para el procesamiento en la nube o el Edge.
  • Baja latencia y latencia garantizada: esto abre la posibilidad de teleoperación (y telepresencia) a niveles antes imposibles. También permite el control centralizado de la flota, reduciendo las necesidades computacionales de los robots.
  • Computación en la nube: el robot no tiene por qué tener grandes capacidades de procesamiento, puede basarse en algoritmos de IA o en el procesamiento de sensores en la nube, lo que permite un producto más barato, versátil y fácil de instalar, más barato y con menor consumo de energía.
  • Teleoperación mucho más fluida y de mayor calidad.

Este desarrollo supone un gran impulso para la automatización inteligente. En el camino hacia las fábricas inteligentes, la conexión 5G integrada en las plataformas móviles de Robotnik abre un abanico de posibilidades sin precedentes en los entornos de producción: interconexión entre robots y réplicas con el gemelo digital, mayor personalización de las aplicaciones, computación en la nube o mayor uso de sistemas de Inteligencia Artificial.

¿Cuál cree que es el principal beneficio para una empresa de robótica de participar en proyectos de I+D?

ADF:  Fabricamos robots móviles de interior o exterior que pueden ser utilizados en diferentes sectores: agricultura, sanidad, inspección y vigilancia, logística… y nosotros, como empresa con 20 años de experiencia en el sector, debemos dar garantías a nuestros clientes. Garantías de que nuestros robots móviles han sido efectivamente probados y operarán como se espera de ellos en un entorno específico, compartiendo a menudo tareas con los humanos.

En esos proyectos europeos de I+D en robótica podemos probar algunas aplicaciones con todos los escenarios e infraestructuras que te ofrece un gran proyecto y luego, tras los 2, 3 o más años de duración de cada proyecto, puedes ir al cliente y decirle: okey, ese robot móvil está disponible para tal o cual aplicación en tal o cual sector. Por eso, la participación en este tipo de proyectos aporta beneficios a los proveedores de robótica, pero también a los clientes finales y usuarios finales.

Imaginemos un caso de uso en un hospital. Hasta ahora, el personal de enfermería realiza tareas generales que no son específicas del puesto que ocupan y en cambio consumen mucho tiempo: llevar material, papeles o documentos de un lado a otro del hospital. Esto supone menos tiempo para realizar su trabajo.

AMR de Robotnik trabajando en proyectos I+D

Algunos de nuestros AMR, como el RB-1 BASE o el RB-THERON, trabajan en hospitales y realizan este tipo de tareas logísticas.

Pero, ¿cómo hemos llegado a verificar que estos robots son seguros para trabajar con personas dentro de un hospital?

Robotnik como empresa tiene que demostrar que es posible que nuestros AMR trabajen con seguridad dentro de los hospitales… nosotros desarrollamos los robots móviles necesarios, integramos la tecnología requerida, etc. Pero no tenemos un hospital con pacientes para hacer las demos necesarias.
Así que H2020 nos da la oportunidad de probar y mejorar las aplicaciones en escenarios reales.
Esta es una de las principales ventajas de participar en grandes proyectos de I+D: trabajamos con varios socios y cada uno de nosotros contribuye de forma diferente, lo que hace posible un marco experimental real que de otro modo sería imposible.

Alessandro di Fava cuenta con más de 10 años de experiencia en el campo de la robótica. Comenzó su doctorado en la Scuola Superiore Sant’Anna con sede en Pisa (Italia), y continuó con experiencias laborales en dos empresas proveedoras de plataformas de servicios de robótica en España. He participado en varios proyectos de investigación e innovación financiados por la UE en colaboración con un consorcio de universidades europeas y socios industriales. Actualmente, es director de proyectos de I+D en Robotnik.


aplicaciones roboticas en agricultura

Aplicaciones de la robótica en la agricultura

La innovación en cuanto a aplicaciones de robótica en la agricultura ha avanzado considerablemente en los últimos 5 años.

El objetivo de la robótica agrícola es ayudar al sector en su eficiencia y en la rentabilidad de los procesos. Es decir, la robótica móvil trabaja en el sector agrícola para mejorar la productividad, la especialización y la sostenibilidad medioambiental.

La escasez de mano de obra, mayor exigencia de los consumidores o altos costes de producción son algunos de los factores que han acelerado la automatización de este sector, con el objetivo de reducir costes y optimizar las cosechas.

¿Sabes que actualmente se desperdician hasta el 99% de productos fitosanitarios porque cubren todo el campo? La robótica agrícola es capaz, por ejemplo, de rociar pesticidas sólo a las plantas que los necesitan. Este es solo un ejemplo de cómo se pueden apreciar beneficios muy concretos en sectores tradicionalmente poco automatizados.

La incorporación de la robótica en agricultura mejora tanto la productividad como las condiciones de trabajo de los agricultores y trabajadores. Los sistemas inteligentes se están convirtiendo en la solución ideal para impulsar la agricultura de precisión. Actualmente, una gran cantidad de operaciones agrícolas ya se están haciendo de forma autónoma.

Así pues, los robots colaborativos ahora se utilizan comúnmente en la recolección de frutas o el injerto y el cultivo de insectos, donde la Inteligencia Artificial proporciona datos predictivos para optimizar granjas y plantaciones.

 

Tipos de robots en la agricultura

Estas son algunas de las aplicaciones de la robótica en la agricultura para las que se emplean robots de Robotnik:

  • Identificación del estado del cultivo y correspondiente aplicación de productos químicos, fumigación o recolección, según requiera el fruto o planta.
  • Manipulación móvil a través de brazos colaborativos (recolección, manipulación de frutos).
  • Recopilación y conversión de información útil para el agricultor.
  • Aplicación de pesticidas de manera selectiva.
  • Selección para evitar el desperdicio de alimentos.

 

I+D para la robótica agrícola

Desde el año 2002, Robotnik ha participado en más de 60 proyectos de investigación, la mayoría de ellos a nivel europeo.

Actualmente están en curso unos 30 proyectos de distinta naturaleza: algunos con objetivos orientados a la logística, otros al sector sanitario o también al agroalimentario, entre otros. Esto posibilita utilizar robots móviles inteligentes, autónomos y colaborativos que permiten la creación de procesos industriales más eficientes con un mejor uso de los recursos, lo que se traduce en una mayor productividad en general.

Ejemplos de proyectos de I+D de robótica agrícola en los que Robotnik está implicado:

BACCHUS: Plataformas Robóticas Móviles para Inspección Activa y Cosecha en Áreas Agrícolas.

El sistema robótico móvil inteligente BACCHUS promete reproducir las operaciones de recolección manual, al tiempo que elimina el trabajo manual al operar de forma autónoma en cuatro niveles diferentes:

  • El robot navega autónomamente para inspeccionar los cultivos y recopilar datos del área agrícola a través del sistema de sensores que lleva integrado.
  • El robot realiza operaciones de cosecha bi-manuales con la delicadeza que requiere el entorno.
  • Se emplea fabricación aditiva para ajustar la pinza del robot a la geometría de los diferentes cultivos.
  • Presentación de capacidades cognitivas avanzadas y habilidades para la toma de decisiones.
  • En este proyecto de I+D se emplea el robot móvil autónomo RB-VOGUI con dos brazos totalmente integrados. La plataforma se utiliza para desarrollar una solución para la recolección de uvas en viñedos.

agriculture robot

En este proyecto de I+D se emplea el robot móvil autónomo RB-VOGUI con dos brazos totalmente integrados. La plataforma se utiliza para desarrollar una solución para la recolección de uvas en viñedos.

AGROBOFOOD: Transformación digital del sector agroalimentario europeo mediante la adopción de tecnologías robóticas.
Mediante las aplicaciones de la robótica en la agricultura, se pretende acelerar la transformación digital del sector agroalimentario europeo. Consolidará, ampliará y fortalecerá el ecosistema actual mediante el establecimiento de una red sostenible de DIH (Digital Innovation Hubs).

Robotnik lidera el experimento basado en la plataforma móvil para exteriores SUMMIT-XL. Ésta está equipada con una serie de sensores que servirán para recopilar información del entorno de un olivar y maximizar así el rendimiento de la aceituna.

 

COROSECT: Sistema robótico cognitivo para granjas de insectos digitalizadas.
Aplicación robótica agrícola para optimizar las instalaciones de producción de insectos como posible solución al impacto ambiental que tiene el elevado consumo de carne.

El proyecto utilizará equipos robóticos de última generación y tecnologías de inteligencia artificial para automatizar la producción. El proyecto se centra en la idea de configurar celdas de trabajo dinámicas, donde un solo trabajador humano será ayudado por varios robots equipados con algoritmos de inteligencia artificial y sensores inteligentes en las distintas etapas de la producción de insectos.

 


Aplicaciones roboticas en medicina

Aplicaciones de la robótica en la medicina

La incorporación de robótica en la medicina es cada vez más común. Actualmente la automatización de tareas se adapta a cualquier sector y los robots en la medicina son de uso frecuente gracias, en parte, a la evolución de tecnologías como el 5G, la IA o la realidad aumentada.

El uso de robots en hospitales se ha convertido en un pilar básico para el sector sanitario, especialmente en los últimos tiempos. Las aplicaciones de la robótica en medicina y en hospitales en concreto, han experimentado un impulso definitivo en la lucha contra la COVID-19.

Las aplicaciones de robótica móvil también se han convertido en herramientas que mejoran enormemente la calidad de vida y brindan autonomía a las personas dependientes.

Los robots móviles incluso se pueden adaptar a sistemas de ducha robotizados o motorizados para personas con discapacidades funcionales, para permitirles ducharse solos dando órdenes al robot.

Los robots móviles colaborativos también pueden convertirse en excelentes asistentes hospitalarios, ofreciendo apoyo en quirófanos, UCI o áreas de riesgo para el equipo de atención médica.

 

¿Cuál es el uso de los robots en hospitales? ¿Qué tipo de robots se están empleando en la medicina?

La robótica colaborativa aplicada al sector sanitario es una excelente herramienta que mejora enormemente la calidad de vida y brinda autonomía a las personas dependientes. Los robots móviles colaborativos, por ejemplo, se pueden adaptar a sistemas de ducha robotizados o motorizados para personas con discapacidades funcionales, para permitirles ducharse solos dando órdenes al robot.

Hablamos también de ventajas como soporte administrativo, la detección temprana de ciertas enfermedades, sistemas de predicción o monitorización de pacientes.

 

Tipos de robots en hospitales

Algunas de las aplicaciones de la robótica en el sector sanitario para las que se emplean robots de Robotnik serían:

  • Transporte de comida y apoyo en suministros.
  • Tareas de limpieza o desinfección.
  • Almacenamiento y distribución de medicamentos.
  • Asistencia quirúrgica.
  • Tareas administrativas y logísticas que resultan rutinarias y cargan de trabajo a los sanitarios.
  • Tele asistencia.

robot móvil en hospital

 

I+D para la robótica en la medicina

Desde el año 2002, Robotnik ha participado en más de 60 proyectos de investigación, la mayoría de ellos a nivel europeo. Actualmente están en curso unos 30 proyectos de distinta naturaleza: algunos con objetivos orientados a la logística, otros al sector sanitario o también al agroalimentario, entre otros. Esto posibilita utilizar robots móviles inteligentes, autónomos y colaborativos que permiten la creación de procesos industriales más eficientes con un mejor uso de los recursos, lo que se traduce en una mayor productividad en general.

Ejemplos de proyectos de I+D de robótica en la medicina en los que Robotnik participa:

PHARAON: Pilotos para un envejecimiento saludable y activo.

El objetivo de PHARAON es contribuir a mejorar las condiciones de envejecimiento de la población europea mediante la creación de un conjunto de plataformas abiertas y personalizables con servicios, dispositivos y herramientas avanzadas que incluyen IoT, inteligencia artificial, robótica, computación en la nube, dispositivos inteligentes, Big Data y análisis inteligente.

Robotnik proporcionará sus plataformas móviles para que puedan ser utilizadas en los pilotos, además de ayudar con la integración de la tecnología desarrollada dentro del proyecto. Estos robots se probarán en diversos hospitales de Europa.

pharaon

 

ENDORSE: Flota robótica para aplicaciones logísticas en la atención sanitaria y espacios comerciales.

Los espacios de interior como hospitales, hoteles y oficinas ofrecen un gran potencial para la explotación comercial de la robótica logística. En este proyecto se persiguen cuatro pilares de innovación:

  • Navegación multi-robot sin infraestructura, es decir, instalación mínima (si la hay) de sensores y buses de comunicaciones dentro del edificio para la localización de robots, objetivos y estaciones de acoplamiento.
  • HRI avanzado para resolver puntos muertos y lograr un intercambio eficiente de los recursos espaciales en espacios concurridos.
    Implementación del software ENDORSE como un servicio basado en la nube que facilita su integración con soluciones de software corporativo como ERP, CRM, etc.
  • Arquitecturas de hardware reconfigurables y modulares para que diversos módulos puedan intercambiarse fácilmente.
    Robotnik desarrollará las interfaces de hardware modulares que irán soportadas el robot móvil Robotnik RB-1 BASE, con el objetivo de que se puedan intercambiar fácilmente diferentes módulos funcionales.

rb-1 base

 

ODIN: Transformando el futuro de la asistencia sanitaria en los hospitales de Europa a través de la IA.

Este proyecto aborda 11 retos de atención hospitalaria buscando soluciones que combinan la robótica, IoT y la IA.

En este caso, la aplicación de la robótica en hospitales es un soporte a problemas reales a los que se enfrentan cada día el personal sanitario. Por ejemplo:

  • Los robots autónomos y colaborativos pueden reducir la carga de trabajo del personal hospitalario sobrecargado.
  • La optimización de los recursos mediante la recopilación de datos compartidos.
  • El aumento de la seguridad del paciente y del personal mediante herramientas y robots que eviten la exposición a zonas de riesgo.
  • Se reducirán las estancias innecesarias en el hospital gracias a las últimas tecnologías en servicios de apoyo a la IO y a los robots de rehabilitación, aumentando las posibilidades de planificación del hospital.

 


Robotics applications in construction

Aplicaciones de la robótica en la construcción

El sector de la construcción es uno de los más grandes de la economía a nivel mundial. En cambio, es uno de los que más ha tardado en iniciar el camino hacia la automatización y la digitalización y, por ende, la integración de la robótica en la construcción ha sido tardía comparado con otros sectores. Esto es debido a múltiples factores como el coste de la mano de obra o la falta de planificación en los procesos.

Robotnik desarrolla y fabrica AMR que facilitan la automatización y el potencial que ofrecen los robots de construcción dan el empuje definitivo hacia la industria 4.0.

La robótica móvil autónoma ofrece múltiples beneficios y ya se integran robos de construcción en diversas áreas: arquitectura, albañilería, demolición, infraestructura… Algunas de las tareas que más AMR demandan es la de seguridad e inspección, que emplea la tecnología para revisar y detectar posibles errores en tiempo real y enviar la información al sistema para que se subsane lo antes posible.

La mayor precisión, el notable aumento de la productividad, la disminución de errores, el alcance de objetivos en cuanto a plazos, la reducción del número de accidentes o la reducción de costes, son solo algunas de las mejoras que aporta la robótica en la construcción.

Robotnik trabaja actualmente en varios proyectos de I+D cuyos objetivos y esfuerzos van dirigidos a impulsar la construcción a través de la robótica móvil y otras tecnologías de vanguardia, probando usos reales.

Tipos de robots de construcción

Algunas de las aplicaciones de la robótica en la construcción para las que se emplean robots de Robotnik serían:

  • Predicción de tareas requeridas.
  • Evaluación del progreso de un proyecto.
  • Detección temprana de posibles errores.
  • Automatización de tareas peligrosas para los operarios.
  • Tareas de vigilancia e inspección.

I+D para la robótica en la construcción

Desde el año 2002, Robotnik ha participado en más de 60 proyectos de investigación, la mayoría de ellos a nivel europeo. Actualmente están en curso unos 30 proyectos de distinta naturaleza: algunos con objetivos orientados a la logística, otros al sector sanitario o construcción, entre otros. Esto posibilita utilizar robots móviles inteligentes, autónomos y colaborativos que permiten la creación de procesos industriales más eficientes con un mejor uso de los recursos, lo que se traduce en una mayor productividad en general.

Ejemplos de proyectos de I+D de robótica en la construcción en los que Robotnik participa:

HERON: Plataforma robótica mejorada para realizar obras de mantenimiento y mejora de carreteras.

El objetivo es desarrollar un sistema automatizado e integrado para realizar tareas de mantenimiento y mejora de las carreteras como el sellado de grietas, el parcheo de baches, rejuvenecimiento del asfalto, sustitución autónoma de elementos CUD o el pintado de marcas.

También ofrece apoyo a la fase previa y posterior a la intervención, incluidas las inspecciones visuales y la dispensación y retirada de conos de tráfico de forma automatizada y controlada.

Dentro del proyecto, Robotnik diseñará y desarrollará un vehículo terrestre no tripulado (UGV) inteligente capaz de realizar las acciones de inspección y mantenimiento necesarias y realizará las adaptaciones necesarias en el vehículo robotizado, no sólo las relativas a las capacidades de mantenimiento de carreteras con un brazo colaborativo y diferentes equipos, sino también las referentes a la integración de otros desarrollos ΗΕRΟΝ en el prototipo (integración de sensores, sistema de transporte de UAVs, etc.).

PILOTING: Soluciones robóticas para pilotos en refinerías, puentes/viaductos y túneles.

Las actuales refinerías e infraestructuras civiles europeas, como túneles y puentes, están sufriendo un lógico proceso de envejecimiento que deriva en un deterioro gradual de las mismas.

inspection robot

PILOTING establecerá pilotos a gran escala en entornos industriales reales para responder directamente a los principales desafíos de inspección y mantenimiento. Estas demos están enfocadas a la mejora de la cobertura y el rendimiento, la disminución de los costos y el tiempo de las operaciones, la mejora de la calidad de la inspección y el aumento de la seguridad de los operadores.
Robotnik se encarga del desarrollo de las plataformas robóticas terrestres que se utilizarán en los casos de uso de refinerías y túneles con el manipulador móvil RISING y con el robot móvil autónomo RB-CAR.

BIMPROVE es otro caso de aplicaciones de robótica en la construcción. Este proyecto H2020 tiene como objetivo ayudar a la industria europea a emprender la transformación digital, aprovechando la tecnología Digital Twin para llevar las obras hacia la Industria 4.0.

summit-xl

Robotnik se encarga del desarrollo de un nuevo y pionero robot móvil autónomo a partir del SUMMIT-XL cuya función es recopilar información ambiental interior y exterior en las obras. Esta información se volcará en la herramienta BIMsync, donde se procesará y transformará en información útil que ayude a la toma de decisiones.

De este modo, Robotnik desarrollará el sistema de adquisición de datos en tierra (planificación de rutas, localización y posicionamiento y aspectos de seguridad e interacción hombre-máquina).

 


angel soriano

Entrevista a Ángel Soriano, director de proyectos de I+D en Robotnik

Ángel Soriano es director de varios de los proyectos de I+D en Robotnik Automation, la empresa española líder en robótica móvil colaborativa.

Desde hace más de 5 años, Ángel, doctor en Automática, Robótica e Informática Industrial, se encarga de la elaboración de propuestas, el desarrollo y la dirección de diversos proyectos europeos H2020.

angel soriano

En esta charla nos cuenta algunas de las novedades de la investigación en el campo de la robótica móvil o la estrecha relación que existe entre el trabajo en I+D y la fabricación de los robots y manipuladores móviles en Robotnik. Así es cómo la robótica móvil colaborativa está aportando soluciones en la actualidad.

Proyectos de I+D

P. En Robotnik dedicáis gran parte de vuestros esfuerzos al trabajo en Investigación y Desarrollo mediante proyectos que precisan soluciones de robótica móvil. ¿Qué valor consideras que aportan al sector de la robótica los proyectos de I+D?

R. Estos proyectos juegan un papel decisivo para el sector e impulsan la investigación desde los dos puntos de vista más importantes: por un lado, la parte investigadora que es quien desarrolla la tecnología más allá del estado de la misma y, por otro lado, se implica directamente la industria o parte interesada en aplicar dicha tecnología en cada caso de uso concreto.
Esta sinergia, creada desde el principio del proyecto, dirige y orienta la investigación hacía resultados que son tangibles, demostrables y aplicables para la industria e interesantes para la seguir evolucionando en el sector de la robótica móvil autónoma.

P. En este momento, ¿cuáles son los proyectos de I+D europeos que coordinas dentro de Robotnik?

R. En Robotnik estamos involucrados en unos 30 proyectos de I+D de distinta naturaleza donde nos encargamos principalmente del desarrollo de las plataformas robóticas y la tecnología relacionada con ellas.  Yo personalmente, participo en el desarrollo de varios de los proyectos que Robotnik tiene abiertos, la mayoría de ellos son proyectos europeos dentro del marco H2020, pero me encargo de coordinar 4 de ellos:

FASTER: el objetivo es abordar una serie de desafíos que surgen en situaciones de peligro para los equipos humanos que trabajan en emergencias. Se trata de un proyecto orientado a ofrecer y aplicar nuevas tecnologías como robots aéreos y terrestres para operaciones de rescate llevadas a cabo por equipos de emergencia en casos como terremotos, inundaciones o edificios clausurados.

faster
RB-CAR | FASTER

ODIN: este proyecto está orientado a la integración de tecnologías para servicios en hospitales, principalmente a través de la Inteligencia Artificial. Aquí los robots móviles autónomos prestarán servicios desde apoyo a logística hasta interacción con pacientes y personal.

BACCHUS: hemos percibido cómo la incorporación de la robótica móvil a la agricultura ha tenido un importante avance en los últimos años. BACCHUS busca la automatización de la vendimia selectiva de alta precisión mediante robótica de manipulación móvil, intentando imitar la misma mecánica que realiza un operario, es decir, utilizando dos brazos coordinados para su recogida.

ODYSSEUS: es uno de los proyectos más recientes en los que hemos entrado y está en una fase muy inicial todavía. Se trata de un proyecto de seguridad orientado a la detección de gases o elementos con alto grado de explosividad mediante el uso de UGVs sensorizados específicamente para ese fin.

P. En todos estos proyectos juegan un papel clave los robots móviles autónomos. Háblanos sobre alguno de los robots de Robotnik que participan y qué aportan exactamente.

R. El RB-CAR en FASTER es un vehículo orientado para operaciones de rescate en exteriores que puede navegar de forma autónoma por GPS para explorar áreas desconocidas. Tiene también la capacidad de crear a tiempo real un mapa 3D del entorno y un streaming de los distintos sensores que incorpora -cámara térmica, estéreo cámara o Lidar 3D- al puesto de control donde se encontraría el operario del vehículo. Además, tiene cabida para dos tripulantes y puede ser conducido manualmente.

Una de las funcionalidades es que el vehículo guarda inicialmente una posición GPS segura, donde se instalaría el puesto de control, y puede ser conducido mientras se testea el entorno. Una vez se encuentra algo de interés, el conductor se baja del vehículo para atender la situación en cuestión y puede enviar al robot autónomo de vuelta a la posición segura donde comenzó. Es decir: hacer de vehículo mula transportando materiales de un punto a otro.

El SUMMIT-XL es otro de los robots autónomos que participan en FASTER.  Al ser un vehículo más pequeño que el RB-CAR, está orientado a exploración en interiores, aunque también se ha utilizado en escenarios exteriores. El SUMMIT-XL ofrece también navegación autónoma por GPS y mapping 3D al mismo tiempo que envía el vídeo streaming de las cámaras Térmica y RGB orientable que incorpora. 

SUMMIT-XL
SUMMIT-XL | FASTER

En ODIN utilizamos la plataforma RB-1 BASE. Es uno de los robots móviles para interiores encargados de desplazarse de manera autónoma por el hospital para transporte de mercancía, monitorización de instrumentos o interacción con personal.

También tenemos el robot RB-VOGUI XL en BACCHUS que es un robot bi brazo, el RISING en ODYSSEUS

P. Comentabas que desde 2002 Robotnik ha formado parte de más de 60 proyectos de investigación a nivel europeo. ¿Cuáles son los principales desafíos a los que se enfrenta la robótica/manipulación móvil en estos proyectos I+D?

R. La robótica autónoma avanza en la medida que lo hace su contexto tecnológico. Ahora mismo estamos en un momento súper interesante en el que el 5G, la Inteligencia Artificial, la realidad aumentada o la navegación 3D, por ejemplo, permiten importantes progresos para la robótica.
En mi opinión, estos son los 3 desafíos principales a los que nos enfrentamos en el desarrollo de los proyectos:

  • Los entornos dinámicos e impredecibles. Es uno de los factores más críticos a la hora de ofrecer una solución aplicable a distintos escenarios o casos de uso. Aquí, la robótica móvil va de la mano de la IA.
  • La tecnología sensorial avanza rápidamente pero aún no ofrece soluciones con la precisión que se requiere para algunas aplicaciones.
  • La brecha de la transición de la tecnología entre la comunidad de investigación y los usuarios finales. Es complicado hoy en día ofrecer productos o resultados de estos proyectos que estén al alcance del conocimiento y usabilidad de un usuario no experto en la materia. Aún queda mucho para relajar la diferencia de uso entre el proveedor tecnológico y el usuario final.

Por sectores

P. Las aplicaciones de robótica colaborativa se han convertido en un factor determinante para el crecimiento de las empresas en diferentes sectores. Por ejemplo, ¿Cuál es la contribución de la robótica en el sector de la logística?

R. En la logística de interior, la organización autónoma de los almacenes y el transporte interno de mercancías está a la orden del día. Además, la innovación radica en que los vehículos móviles que antes se movían por un carril fijo, dentro de una cadena de montaje, por ejemplo, los Vehículos Guía Autónomos (AGV por sus siglas en inglés), ahora son Vehículos Móviles Autónomos como los que desarrolla y fabrica Robotnik, por lo que pueden moverse libremente por el suelo, pudiendo modificar su trayectoria y ofreciendo una mayor flexibilidad. Esto significa que el cliente no necesita modificar el entorno o instalar nada en particular para ello.

RB-1 BASE

En este campo, la flota de robots heterogéneos que pueden coordinarse de forma autónoma entre sí para realizar tareas de forma óptima, es una de las investigaciones más en boga actualmente.

Uno de los robots más populares orientados a entornos de interior es el RB-1 BASE. Un robot diferencial que puede navegar de forma autónoma moviendo estanterías o mercancías de hasta 50 kg de carga útil.

En la logística de exteriores es donde encontramos los mayores avances en los últimos años en cuanto a aplicación de robótica móvil. Podemos ver ya en funcionamiento aplicaciones orientadas a la última milla -como AUDERE- con robots autónomos que transporten mercancías o paquetes durante la última parte de la ruta o los trayectos cortos para tareas como recoger la basura, entregar paquetes, recoger frutas…

La plataforma RB-VOGUI es uno de los robots móviles más utilizados en logística exterior. Puede navegar de forma autónoma y, con un brazo manipulador montado en la parte superior de la base, está capacitado para interactuar con objetos del entorno, recogiendo basura del suelo o muestras de interés. 

Hay otros temas como el transporte de mercancías por carretera, en los que todavía queda camino por recorrer, aunque es cierto que la investigación está trabajando en ello, por lo que en un futuro próximo se obtendrán resultados con seguridad.

AUDERE
RB-VOGUI | AUDERE

 

P. ¿Y qué hay respecto al sector de seguridad y defensa?

R. En este caso, la robótica trata de ofrecer herramientas que mitiguen los peligros a los que se enfrentan las personas que trabajan en estos sectores con dos ideas principales. Por un lado, mandar al escenario crítico primero al robot que al humano básicamente porque así, si algo sale mal, afecta al robot y no para el humano. Y por otro lado, trabajar en la zona afectada intentando no contaminarla.

 

P. También nombrabas antes los grandes avances que se han experimentado en el sector de la agricultura.

R. La automatización en el sector agrícola no es realmente nueva, hay muchas máquinas grandes, camiones, tractores con maquinaria especializada en la recogida de frutas y verduras.

Pero los resultados de estas máquinas no se pueden comparar con el trabajo realizado por los operarios que están especializados en el campo. El operario sabe sólo con mirar la fruta, si está lista para ser recogida o si necesita más tiempo para estar más madura. O qué uva es la mejor para la producción de vino.

Por eso nace la agricultura de precisión en la que la robótica ofrece muchas ventajas.
Aparte de las ventajas obvias como trabajar sin supervisión humana o trabajar de noche, la idea principal es proporcionar a los robots autónomos la capacidad de identificar, como hacen los humanos, la mejor opción para actuar con el entorno.
Como decía antes, dentro del proyecto BACCHUS, el RB-VOGUI XL monta dos brazos manipuladores para vendimiar de forma autónoma como lo haría un humano. Utilizando un brazo como la mano que tiene las tijeras y corta el racimo y en el otro el efecto final que tiene que actuar como una mano, recogiendo todo el racimo.

RB-VOGUI XL | BACCHUS

Ángel Soriano ha participado, expuesto y defendido artículos en diversos congresos nacionales de robótica como las Jornadas de Automática anuales organizadas por la Comisión Española de Automática (CEA), e internacionales como en la IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) o en The World Congress of the International Federation of Automatic Control (IFAC), entre otras. Autor de capítulos de libro en Advances on Practical Applications of Agents and Multi-Agent Systems y Distributed Computing and Artificial Intelligence. Autor y coautor de diversos artículos publicados en revistas internacionales de alto índice de impacto como Robotics and Autonomous Systems, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics o Sensors. Ha sido investigador en la Universidad Politécnica de Valencia durante más de 5 años, asociado a varios proyectos de investigación del plan nacional del Ministerio de Economía y Competitividad. Ha sido técnico superior en el Laboratorio de Robótica del Instituto de Automática e Informática Industrial de la Ciudad Politécnica de la Innovación y ha sido profesor asociado al departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad Politécnica de Valencia durante más de 2 años.


robot safety

Lo que la Robótica aporta a la Seguridad y Rescate

  • Robotnik participa en estos momentos en 5 proyectos enfocados los sectores de seguridad y rescate.

Robotnik tiene una destacada presencia en proyectos I+D en los que la robótica y la manipulación móvil autónoma tiene como objetivo aportar soluciones al mundo real en distintos sectores.

Desde el año 2002, Robotnik ha participado en más de 60 proyectos, la mayoría de ellos a nivel europeo. Actualmente están en curso unos 30 proyectos de distinta naturaleza: algunos con objetivos orientados a la logística, otros al sector sanitario o también al agroalimentario, entre otros.

En este post recopilamos los proyectos robóticos abiertos relacionados con la seguridad ciudadana y el rescate, un área donde los robots terrestres autónomos pueden desarrollar actividades de alto nivel que agilicen la toma de decisiones de momentos críticos.

I+D en Europa

Uno de los principales retos de Europa es impulsar la investigación y desarrollo dentro de las empresas, ya que es la clave para la competitividad y productividad de cada sector económico a largo plazo. Por ello, existen programas oficiales de financiación como los Horizon 2020 que dan soporte en este sentido.

En concreto, el I + D en tecnologías robóticas se ha vuelto más importante que nunca en los últimos años. Prácticamente no hay ningún país que no invierta -tanto a nivel empresarial como a nivel estatal y de las instituciones- en robótica.

Este incremento de la inversión se debe a diversos factores, por ejemplo, el enorme desarrollo que han tenido algunos de los catalizadores de la robótica como el 5G o la Inteligencia Artificial, que propician un marco idóneo, con unas conexiones y capacidades que antes no existían.

¿Qué son los proyectos I+D de seguridad?

Quizás existe un mayor desconocimiento sobre la investigación e innovación en este sentido, en cambio, es mucho lo que la robótica móvil está aportando en este campo. Ministerios de Defensa, instituciones enfocadas a las operaciones de rescate o de emergencias, protección civil, fuerzas del orden y los sectores que trabajan por la seguridad ciudadana en general, tienen la vista puesta en los avances que esta tecnología supone.

Existen distintas formas de inseguridad que pueden afectar a los ciudadanos, ‘ya sea por delitos, violencia, terrorismo, desastres naturales o provocados por el hombre, ataques cibernéticos o abusos a la privacidad, y otras formas de desórdenes sociales y económicos.’ European Comission.

Los proyectos en los que Robotnik colabora tienen como objetivo comprender, detectar, prevenir, disuadir, preparar y proteger contra las amenazas a la seguridad.

A continuación, los puntos extraídos de la web propia de la Comisión Europea, que resumen perfectamente las actividades en las que se enfoca este marco de investigación:

  • Luchar contra la delincuencia, el tráfico ilegal y el terrorismo, incluida la comprensión y la lucha contra las ideas y creencias terroristas;
  • Proteger y mejorar la resiliencia de las infraestructuras críticas, las cadenas de suministro y los modos de transporte;
  • Fortalecer la seguridad a través de la gestión de fronteras;
  • Mejorar la seguridad cibernética;
  • Aumentar la resistencia de Europa a las crisis y desastres;
  • Garantizar la privacidad y la libertad, incluso en Internet, y mejorar la comprensión jurídica y ética de la sociedad de todas las áreas de seguridad, riesgo y gestión;
  • Mejorar la normalización y la interoperabilidad de los sistemas, incluso con fines de emergencia;
  • Apoyar las políticas de seguridad exterior de la Unión, incluida la prevención de conflictos y la consolidación de la paz.

Tras este marco contextual, estos son los proyectos de seguridad y rescate en los que Robotnik participa en la actualidad:

CREST

Lucha contra la delincuencia con una plataforma autónoma con una plataforma avanzada de predicción, prevención, operación e investigación aprovechando el ecosistema de IoT.

Robotnik, como proveedor de hardware, está desarrollando un nuevo concepto de UGV (vehículo terrestre no tripulado) capaz de desplegar de forma autónoma en el campo un pequeño UAV (vehículo aéreo no tripulado).

  • Detección y evaluación de amenazas.
  • Planificación dinámica de misiones y navegación adaptativa para mejorar la vigilancia basada en sistemas autónomos.
  • Mando y control distribuido de las misiones policiales.
  • Compartición de información e intercambio de pruebas digitales basadas en blockchain.
  • Entrega de información pertinente a las diferentes partes interesadas de forma interactiva y adaptada a sus necesidades.

RESPOND-A

Tiene como objetivo desarrollar soluciones holísticas y fáciles de usar para los primeros auxilios. Robotnik es responsable del desarrollo de robots para entornos peligrosos y misiones de apoyo y participa desarrollo de interfaces entre los robots de emergencia y la aplicación de comando y control.

  • Herramientas de equipamiento y estrategias de misión crítica para los primeros intervinientes
  • Realidad aumentada y virtual
  • Localización y seguimiento pasivo y activo
  • Transmisión de vídeo interactivo multivista de 360º.
  • Coordinación de robots autónomos y vehículos aéreos no tripulados.

ROBORDER

Las autoridades fronterizas y los organismos encargados de hacer cumplir la ley (LEA) de toda Europa se enfrentan a importantes desafíos en la forma en que patrullan y protegen las fronteras. ROBORDER tiene como objetivo desarrollar y demostrar un sistema de vigilancia de fronteras autónomo completamente funcional con robots móviles no tripulados que incluyen vehículos aéreos, de superficie de agua, submarinos y terrestres.

Robotnik, como proveedor de hardware, está desarrollando un nuevo concepto de UGV (vehículo terrestre no tripulado) capaz de desplegar de forma autónoma en el campo un pequeño UAV (vehículo aéreo no tripulado).

  • Enjambre autónomo de robots heterogéneos para la vigilancia de fronteras.
  • Sistema autónomo de vigilancia de fronteras totalmente funcional con robots móviles no tripulados que incluyen vehículos aéreos, de superficie acuática, submarinos y terrestres, capaces de funcionar tanto de forma autónoma como en enjambre.
  • Capacidades de detección para la identificación temprana de actividades delictivas e incidentes peligrosos.

INTREPID

El objetivo aquí es proporcionar a los socorristas un nuevo enfoque para acelerar la exploración y evaluación de sitios peligrosos, lo que permite una respuesta rápida y eficaz. Revolucionar las operaciones de primeros auxilios en las primeras fases de un desastre cuando las posibilidades de salvar vidas son mayores y las operaciones se ven ralentizadas por muchos tipos de incertidumbres.

El papel de Robotnik en el proyecto es diseñar y desarrollar un vehículo terrestre no tripulado inteligente (UGV) capaz de realizar misiones de exploración a través de terrenos accidentados o ubicaciones interiores complejas.

  • Reconocimiento y evaluación en incidentes peligrosos.
  • Una respuesta rápida es clave para salvar vidas y minimizar los daños medioambientales.
  • Desarrollar una plataforma que permita a los primeros intervinientes explorar con seguridad el lugar de los hechos, analizar y evaluar las amenazas existentes y decidir, basándose en información fiable sobre la situación, los siguientes pasos a dar.
  • Utilizar asistentes cibernéticos (vehículos autónomos inteligentes) para mejorar la velocidad, el alcance y la eficacia de la exploración de lugares complejos.

FASTER

FASTER proporcionará herramientas innovadoras, aceptadas y eficientes que mejoren las capacidades del personal de socorro en términos de conocimiento de la situación y comunicación.

Robotnik es el líder del paquete de trabajo 5 del proyecto: “Plataformas autónomas”. Implica el desarrollo de un nuevo vehículo RB-CAR y también un robot SUMMIT-XL. Serán utilizados por los socorristas para explorar y comprobar el entorno y también para transportar algunos materiales pesados.

  • Conocimiento de la situación táctica que proporciona servicios de visualización innovadores para una imagen operativa común portátil que permita representar escenarios interiores y exteriores.

Recogida de datos mediante una plataforma IoT segura para la distribución.

  • Comunicación resistente a nivel de campo proporcionando capacidades de comunicación háptica, comunicación con K9s; y a nivel de infraestructura a través de tecnologías 5G y UAVs.


robotics r&d

Robotnik en DECENTER: Robótica + Inteligencia artificial

Entrevista PhD- Decenter Project Coordinator.

La Inteligencia Artificial es una tecnología en constante evolución y cuyas posibilidades e influencia en distintos ámbitos es amplísima. Existen numerosas aplicaciones de IA relacionadas con robótica móvil que tienen una relación directa en distintos sectores industriales. 

Todas estas aplicaciones, así como los hábitos de la sociedad actual, hace que sea necesario enfocar nuestra atención en un punto clave: ¿Qué hacemos con la enorme cantidad de datos que generamos? 

Robotnik forma parte de DECENTER, un proyecto europeo dentro del programa H2020 cuya finalidad es precisamente gestionar, proteger y procesar de forma eficiente y segura estos datos. 

Ángel Soriano, responsable por parte de Robotnik en este proyecto, que nos acerca un poco más a DECENTER, contándonos cómo ha evolucionado desde sus inicios, en qué fase se encuentran los objetivos, las conclusiones que extraen y mucho más.

 

1. Para comenzar la conversación, ¿podrías hacernos un resumen de en qué consiste exactamente DECENTER?

DECENTER es un proyecto que intenta ofrecer una infraestructura que facilite a los desarrolladores de Inteligencia Artificial y software orientado al Cloud&Edge computing, la integración y despliegue de sus servicios o aplicaciones.

El proyecto contempla 3 perfiles diferentes:

  1. Programadores y arquitectos orientados a la computación distribuida o gestión de la computación en edge/cloud.
  2. Desarrolladores enfocados a algoritmos de IA, los cuales normalmente requieren gran capacidad de cómputo y memoria.
  3. Operarios o personal técnico responsable del buen funcionamiento e integración del software desplegado en el hardware disponible.

Lo que se pretende con DECENTER es facilitar al técnico la integración de procesos y/o algoritmos de IA en el sistema que ya tiene implantado en su fábrica, y que además pueda procesarlos en el edge o en el cloud.

 

 

Un ejemplo: tenemos un profesional que se dedica a desarrollar un algoritmo que es capaz de identificar robots dentro de una fotografía. Por otro lado, tenemos a un trabajador-operario que conoce su sistema, que es capaz de tomar esa fotografía, pero no es especialista en Inteligencia Artificial. ¿Cómo puede integrar las ventajas que ofrece la IA sin necesidad de especializarse en ello?

DECENTER pretende crear estas conexiones y distribuir la computación (estos algoritmos requieren mucha capacidad de cómputo) a distintos niveles. 

Un nivel local, podría ser ejecutarlo dentro del mismo ordenador que toma la fotografía. 

Un nivel por encima sería ejecutarlo dentro de un ordenador que no es el mismo que toma la fotografía, pero está dentro de la misma región o relativamente cerca (Edge).

Y un nivel superior sería ejecutarlo en el cloud.

Jugando con esos 3 niveles, el proyecto ofrece una plataforma que facilita esa integración y comunicación.

 

¿Qué papel desempeña Robotnik en el proyecto?

Todo lo anteriormente explicado se aplica a 4 casos de uso que están definidos en el proyecto. Robotnik es proveedor de uno de los casos de uso del proyecto: logística de robótica.

Cuando un robot está realizando sus tareas autónomas navegando por el almacén, tiene que tomar ciertas decisiones en base a los imprevistos que van surgiendo, como por ejemplo el hecho de encontrar obstáculos que bloqueen su camino. En ciertas ocasiones, si el robot no es capaz de identificar qué es ese obstáculo, la opción más segura es, primero que el robot se detenga inmediatamente y después: 

  • O que el robot se quede estático esperando hasta que el obstáculo desaparezca para asegurar que no existe riesgo alguno de colisión. 
  • O que el robot replanifique su trayectoria para alcanzar su objetivo por otro sitio e intentar evitar el obstáculo.  

Esta es una situación muy frecuente en flotas de robots móviles colaborativos ya que suelen compartir espacio de trabajo entre ellos mismos y con trabajadores del mismo almacén. 

DECENTER abre la posibilidad de aplicar una identificación de obstáculos a través de la IA. 

Robotnik ofrece los robots y toda la infraestructura, además de desarrollar la integración de la plataforma DECENTER dentro del robot y de la estructura que ya teníamos y gracias a este servicio que nos ofrece el partner y el proyecto, hemos podido ramificar las opciones de gestionar las flotas de robots en almacenes. 

 

2. En este punto, ¿Qué objetivos de los marcados se han cumplido y en qué aspectos será necesario seguir trabajando?

Un ejemplo de objetivo cumplido en el caso de uso concreto de Robotnik es: nos propusimos ser capaces de identificar otro robot con un nivel de confianza superior al 80% y de reducir el uso de la CPU de los robots un 10% derivando computación al edge/cloud. Ambos objetivos se han alcanzado de manera satisfactoria.

 

3. ¿Qué supone este proyecto para la industria 4.0?

Hay varias cosas que DECENTER aporta a la industria 4.0 directamente. Una de ellas es la gestión de la computación: poder derivar y gestionar la computación entre dispositivos. La computación distribuida es algo que está actualmente a la orden del día y es pura vanguardia. Hablamos incluso, de hacerlo de una manera inteligente en base a unos objetivos o prioridades. 

Robotnik diseña y fabrica robots móviles. Si queremos que un robot ejecute un algoritmo muy pesado y con mucha capacidad de cómputo (esto sucede en muchísimas ocasiones: cámaras de alta resolución, LiDAR que captura 320.000 puntos distintos cada segundo...), hemos de capacitarlo para ello.

La solución directa es que la CPU del robot sea muy potente lo que implica normalmente implica que sea más cara. Sin embargo, con la capacidad de delegar computación, tienes la posibilidad de enviar todos esos datos usando la comunicación con otros dispositivos o con el cloud, computar los datos allí y aplicar el resultado devuelto al robot.

Esto abarata costes desde el punto de vista de la producción del robot, hace el sistema más inteligente puesto que se reduce el consumo eléctrico del robot, optimiza la energía y en general, optimiza recursos.

 

4. Teniendo en cuenta tanto a las grandes empresas como a las PYMES, ¿Cuál es el mayor reto para la aplicación real de la Inteligencia Artificial en la industria?

El mayor reto es sin duda que la IA se encuentra en continua evolución y expansión y su integración en la industria requiere de personal especializado para ello. Actualmente existe una brecha entre la comunidad especializada en IA y el personal involucrado en la industria que debe lidiar con los problemas propios de su industria.

DECENTER intenta acercar ambos perfiles de modo que la industria pueda beneficiarse de la aplicación de la IA sin necesidad de ser especialista en IA.

Existe otro reto tecnológico implícito para aplicar la metodología de DECENTER en una aplicación real de industria, las comunicaciones. Cuando se delega la computación entre dispositivos, y estos requieren de cierta velocidad de procesamiento en tiempo real, se necesita que la comunicación entre dispositivos sea rápida y segura. 

En DECENTER hemos trabajado a varios niveles: 

  1. El EDGE. Aquí no te hace falta internet para comunicarte con otro dispositivo y se considera un nivel mucho más rápido en cuanto a comunicaciones que el cloud.
  2. El cloud. Aquí sí que hace falta una conexión a internet para acceder a los servidores y normalmente se asume que es más lento que el EDGE. 

Por tanto, en general las comunicaciones es el gran challenge tecnológico que tiene esta metodología. Aquí cabría también hablar del 5G, que es otro campo en el que Robotnik está participando activamente en otros proyectos. 

 

5. Qué casos de uso han tenido más repercusión o qué sectores han mostrado interés en los avances de DECENTER?

DECENTER tiene que ver sobre todo con el procesamiento de datos, su rapidez en transmisión de datos y capacidad de computación de los mismos. Recursos computacionales. 

Todos los proyectos tienen un desarrollo en el que siempre se definen unos casos de uso para demostrar que el desarrollo es aplicable a aplicaciones reales. Al final, hay que demostrar en qué áreas de interés va a funcionar lo que se desarrolla durante el proyecto.

En nuestro caso de uso en DECENTER, los stakeholders son cualquiera que emplee robótica de logística.

Puede ser interesante para cualquier gestión de almacenes tanto por el ahorro que va a suponer para la empresa como por el salto tecnológico y productivo. 

Durante el piloto de DECENTER se probó con el RB-1 BASE, dando resultados muy atractivos. Ahora no tengo robots individuales, sino que tengo una flota de ordenadores que se ‘ayudan’ entre sí para optimizar los procesos, no sólo desde un punto de vista físico, sino sobre todo desde el procesamiento de datos y la ejecución de cada uno de ellos: si uno de tus robots se está parado cargando, puedes utilizar la computación o pc de ese robot para procesar datos del robot que sí está moviendo.

 


5G

Aplicaciones del 5G y la robótica industrial en España

Robotnik participa en el proyecto PILOTOS 5G cuyo objetivo es impulsar y automatizar las aplicaciones 5G y la Robótica en la Industria Española.

Robotnik, Orange, CFZ Cobots, Elewit, Visyon, Aracnocóptero o Etra, son algunos de los partners que están llevando a cabo en Valencia el desarrollo de distintas pruebas piloto en torno a la tecnología 5G como parte del proyecto PILOTOS 5G. El objetivo es impulsar la automatización de los distintos sectores industriales mediante la integración de la tecnología 5G en los robots móviles colaborativos.

PILOTOS 5G está enmarcado dentro del Plan Nacional 5G, programa para el desarrollo de proyectos piloto de tecnología 5G que ejecuta la entidad pública empresarial Red.es, impulsado por el Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital y cofinanciado con el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y cuenta con un presupuesto de 10 millones de euros.

El proyecto incluye un total de 15 casos de uso desarrollados por los distintos miembros de la UTE, entre los que se encuentra Robotnik. En el acto institucional celebrado el pasado lunes 14 se pudieron dar a conocer todos ellos y se realizaron 3 demostraciones específicas, entre las que estaban los dos casos de uso en los que participa Robotnik.

 

Robótica en España y Aplicaciones 5G

Los dos casos de uso de la tecnología 5G y robotica industrial en los que participa Robotnik son:

1. Caso de uso 6: Robótica - Gestión remota de Flota de AGVs.
Esta aplicación del 5G y la robótica se implementa en dos pilotos en plantas industriales de manufactura (tanto para interior como para exteriores). El primero de ellos es FERMAX, donde los robots RB-VOGUI realizarán una tarea de aprovisionamiento de puntos de producción desde el almacén (transporte interior) y el segundo es FAURECIA, donde el robot realizará una tarea de transporte de racks de airbags. Hasta el momento se está trabajando en el diseño de los carros de transporte y en el sistema de docking de robot a carros para poder realizar el transporte, en el sistema de localización y navegación de interiores y exteriores (3D SLAM), en la interfaz de usuario y en la implementación de un gestor de flotas en la nube, que posteriormente se probará en el edge.

robot móvil

En cuanto la cobertura 5G esté disponible en el Campus de la UPV, se empezará con las primeras pruebas de comunicaciones, gestión de flota y telecontrol de ambos casos de uso, pruebas preliminares de funcionamiento y validación previas a la ejecución de los pilotos.

2. Caso de uso 7: Robótica - Inspección Remota.
El caso de robótica de inspección se centra en la inspección autónoma de subestaciones eléctricas y catenaria para FGV (Ferrocarrils de la Generalitat Valenciana). Hasta el momento se está trabajando en la configuración de sensores y fabricación del robot, en la programación y configuración del robot para esta aplicación, en la organización de una plataforma para el almacenamiento de datos y en la integración del sistema de comunicaciones 5G con el robot de inspección remota.

Partners en los casos de uso 6 y 7

Robotnik proporciona la tecnología robótica a nivel de hardware y software para los dos casos de uso. En concreto, Robotnik proporciona un robot SUMMIT-XL (inspección) y una flota de robots RB-VOGUI (Sistema de Gestión de Flotas), así como el software que incluye entre otros módulos como el gestor de flota, software embarcado para localización, navegación, gestión de misiones, HMI, etc.

Iteam es la responsable del desarrollo e integración del sistema de comunicaciones 5G basados en el hardware y software de Robotnik.

5G

Por su parte, Intel tiene un papel de colaborador de Orange en el caso de uso 6 (Gestión de flotas - AGVs) y proporciona algoritmos de computación en la nube que procesan datos obtenidos de sus sensores.
Por último, Orange es el proveedor de la red y Huawei del hardware para infraestructura.

El 5G marca el futuro de la robótica móvil colaborativa y supone un gran avance para la industria. De hecho, como ya se hablaba el pasado año, ‘la Comisión Europea publicaba una Recomendación en la que pide a los Estados miembros que impulsen la inversión en infraestructuras de conectividad de banda ancha de muy alta capacidad, incluida la 5G, que es la piedra angular de la transformación digital y un pilar esencial de la recuperación. El despliegue a tiempo de las redes 5G ofrecerá importantes oportunidades económicas en los próximos años, dado que es un activo crucial para la competitividad europea y la sostenibilidad, así como un importante elemento facilitador de los futuros servicios digitales.’ Según se lee en la web oficial.

¿Qué aporta el 5G a la robótica móvil?

Estas pruebas piloto o aplicaciones del 5G y la robótica de inspección y gestión de flotas son ejemplos muy representativos en los que la introducción de 5G va a tener un papel disruptivo. Es un marco inmejorable para validar y probar las capacidades de esta nueva tecnología, que sin duda supone innumerables ventajas para la robótica móvil colaborativa.

Lo que la tecnología 5G aporta a los robots autónomos de servicio:

  • Ancho de banda elevado: necesario para los streams de datos, vídeo y audio, tanto para telecontrol como para procesamiento en la nube o el edge.
  • Baja latencia y latencia garantizada: esto abre la posibilidad de teleoperación (y telepresencia) a niveles anteriormente imposibles. También permite el control centralizado de flotas, reduciendo las necesidades computacionales en los robots.
  • Computación en la nube: el robot no tiene por qué tener grandes capacidades de procesamiento, puede apoyarse en algoritmos de IA o procesamiento de sensores en la nube, permitiendo un producto más económico, más versátil y fácil de instalar, más barato y con menor consumo de energía.
  • Teleoperación mucho más fluida y con más calidad:

Con estos usos de la tecnología 5G y la robótica que se están desarrollando, se pretende validar las ventajas mencionadas y medir las prestaciones en casos de uso reales.


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Como usar MoveIT para desarrollar una aplicación de manipulación robótica

El proyecto HR-Recycler, financiado por la Comisión Europea, tiene como objetivo desarrollar un entorno híbrido de colaboración humano-robot para el reciclaje de residuos electrónicos. Humanos y robots trabajarán de forma colaborativa compartiendo diversas actividades de manipulación. Una de estas tareas tiene lugar en el área de desmontaje, donde los residuos electrónicos se desmontan y sus componentes se clasifican por tipo en cajas. 

Una plataforma sencilla para aplicaciones de manipulación robótica

Para agilizar la tarea de clasificación de componentes, Robotnik está desarrollando el robot manipulador móvil RB-KAIROS encargado de coger las cajas con componentes electrónicos de las mesas de trabajo y transportarlas hasta su destino final o hasta la próxima estación de procesamiento. MoveIt es una plataforma de desarrollo de aplicaciones de manipulación robótica de código abierto, que permite desarrollar aplicaciones complejas de forma sencilla usando ROS. 

Este post expone brevemente cómo Robotnik ha utilizado MoveIt para el desarrollo de una aplicación de manipulación que se puede integrar en el robot RB-KAIROS.

Características y ventajas de usar MoveIt

A medida que se iban probando las funcionalidades de MoveIt, se puso de manifiesto lo útil que era, en las etapas iniciales del proceso, desarrollar una aplicación de manipulación robótica. Ayudó a decidir el diseño del entorno de trabajo, a determinar si el robot era capaz de desempeñar las actividades de manipulación necesarias en ese entorno de trabajo y si no era así, a modificar el entorno para conseguir el mejor desempeño.

Diseño del entorno de trabajo en MoveIt

MoveIt permite crear y simular el entorno de trabajo del robot utilizando objetos de malla 3D diseñados en cualquier programa CAD, permitiendo además la interacción entre el robot y este entorno de trabajo. 

Con MoveIt se puede planificar el movimiento del robot a cualquier posición teniendo en cuenta la situación actual de los objetos presentes en el entorno, evitando así colisiones. Pero lo más interesante es que no sólo planifica la trayectoria evitando los obstáculos, si no que además  permite interactuar con los objetos del entorno, pudiendo coger cualquier objeto del entorno e incluirlo como si fuera parte del robot a la hora de planificar la trayectoria a la posición deseada. Cualquier objeto de colisión de MoveIt puede vincularse al eslabón (link) del robot que se desee, una vez vinculados se moverán conjuntamente.

Figure 2: Planificación de escena con objetos de colisión (verde) y objetos adjuntos (violeta).

Esta herramienta ayudó a resolver desde el primer momento ciertas dudas: si el manipulador móvil era capaz de coger cajas desde una mesa con una cierta altura, a qué distancia de la mesa deberíamos colocarnos para poder coger las cajas correctamente, si había el suficiente espacio para que el robot pudiera mover el brazo y así llevar a cabo las acciones de manipulación necesarias. También sirvió para diseñar las cajas que el robot debe manipular, de forma que tuvieran un tamaño y forma adecuados para encajar en el reducido espacio disponible en el entorno de trabajo y para permitir la correcta ejecución de las tareas de manipulación. 

Planificación de movimientos con MoveIt

MoveIt incluye varias herramientas que permiten adaptar el algoritmo de planificación de  movimientos para alcanzar la posición del robot deseada usando criterios personalizables y así obtener el mejor desempeño para tu aplicación. Esto es muy útil ya que permite restringir los movimientos que el robot puede realizar para moverse de una posición a otra, que en una aplicación como la desarrollada, con un espacio de trabajo reducido donde el robot debe manipular objetos en un entorno compartido con humanos, es muy importante.

Figure 3: Planificación de la meta deseada teniendo en cuenta las colisiones con la escena.

Un requerimiento de movimiento importante es mantener las cajas paralelas al suelo al transportarlas ya que estas están llenas de componentes electrónicos a reciclar. Planificar con restricciones de movimiento es fácil en Moveit.

MoveIt permite aplicar diferentes restricciones de movimiento, las que han resultado más útiles para nuestra aplicación son las restricciones de orientación y articulación. 

  • Las restricciones de orientación:  ayudan a fijar la orientación deseada de cualquier eslabón (link) del robot. Son muy útiles cuando se desea mantener el extremo final del brazo manipulador del robot (end-effector) paralelo al suelo. En este caso sirve para mantener el end_effector, que es donde se encuentra la herramienta de succión para coger las cajas,  paralela al suelo.
  • Las restricciones de articulación: son útiles para limitar la posición de cualquier articulación del robot a un rango determinado. Y también lo son cuando se desea controlar la posición relativa de las articulaciones del robot durante el movimiento, manteniendo siempre una forma determinada. En este caso, permitió definir la posición entre el codo y hombro del brazo robótico, de forma que los movimientos que se ejecutan son más naturales y, además, se evitan configuraciones que pueden ser potencialmente peligrosas.

 

Figure 4:  Planificación de movimiento con restricciones de articulación y orientación vs sin.

Otra configuración que se puede realizar con MoveIt es modificar el algoritmo de planificación y  usar durante la planificación una configuración de espacio cartesiano o de espacio articulaciones a la hora de representar el problema de planificación que se debe optimizar.  Se puede intercambiar entre los dos espacios según la trayectoria final que se desee obtener.

  • Planificación en el espacio cartesiano (movimientos cartesianos): se utiliza cuando se desea seguir una trayectoria muy precisa con el extremo final del brazo (end-effector) donde se encuentra la herramienta. En este caso, usamos esta configuración al movernos desde la posición de aproximación a la caja hasta la posición de coger la caja y al revés. Debido a que el robot manipulador móvil debe cargar las cajas en su espalda para transportarlas, el espacio que existe es reducido y, por tanto, las cajas deben ir muy próximas, intentando evitar su deslizamiento durante el transporte y encajándose  dentro de unas bandejas. Usando una trayectoria calculada en espacio cartesiano queda asegurado que las cajas se elevan de forma totalmente vertical, evitando así enganches entre cajas y parones innecesarios, además de lograr que las cajas se queden exactamente dentro de las bandejas.
  • Planificación en el espacio de articulaciones: se utiliza habitualmente ya que permite obtener trayectorias mucho más naturales y fluidas. En este caso, se utilizó para mover el brazo de forma fluida entre diferentes posiciones que no tienen requerimientos muy estrictos de posición.

 

Figure 5: Motion Planning en espacio Cartesian vs espacio Joint.

Lo que se presenta en este post es solo un pequeño resumen de cómo en Robotnik se ha  usado MoveIt para desarrollar una aplicación de manipulación con un brazo robótico preliminar. MoveIt ofrece muchas otras herramientas que permiten desarrollar una aplicación compleja, algunas de las cuales incluyen: la integración de sensores que permiten añadir visión artificial para reconocimiento de objetos en el entorno  que se pueden importar al entorno de MoveIt, o el uso de algoritmos de deep learning para generar poses de agarre de diferentes objetos usando la herramienta instalada en el brazo manipulador.

Estas áreas serán exploradas a medida que avance el proyecto y, del mismo modo, compartidas para dar a conocer las últimas funcionalidades de MoveIt para desarrollar una aplicación de manipulación con brazo robótico.

A continuación puede ver un corto vídeo con una demostración de la situación actual de la aplicación de manipulación desarrollada instalada en un RB-KAIROS de Robotnik.

https://www.youtube.com/watch?v=JgyDB57xjDw


¿Cómo un SUMMIT-XL STEEL puede ayudarte en el desarrollo de tus proyectos de I+D?

¿Te has preguntado cómo Robotnik puede ayudarte en el desarrollo de tus proyectos de I+D? Si es así, aquí tienes un ejemplo de ello: La plataforma móvil SUMMIT-XL STEEL de Robotnik es altamente configurable. En ella, pueden integrarse gran variedad de sensores, accionamientos y brazos robóticos, lo que la convierte en un robot idóneo para el desarrollo de proyectos industriales o de I+D.

Ejemplo de lo anterior es el trabajo del IIT (Istituto Italiano di Tecnologia), donde se desarrolló el robot MOCA (MObile Collaborative robotic Assistant), nacido de la combinación de una plataforma colaborativa SUMMIT-XL STEEL y un brazo Franca Emika.

Con este robot el IIT ha desarrollado un proyecto de estudio para abordar los desafíos de la colaboración humano-robot. La mayor ventaja que brindan los robots colaborativos radica en la oportunidad de combinar la precisión, la resistencia y el poder de la automatización con la flexibilidad, experiencia y capacidades cognitivas de los humanos.

ITT ha implementado una estrategia de control de navegación para hacer que el robot se mueva en un área de trabajo simulada en laboratorio, evitando obstáculos fijos y móviles (incluidos los socios coexistentes), y para llegar a la ubicación del socio colaborativo humano.

En el siguiente vídeo se observan los resultados. Tan pronto como el sujeto humano está listo para realizar la tarea, levanta ligeramente el brazo que sostiene el taladro y la ubicación del sujeto en el espacio de trabajo se envía a MOCA, que comienza a acercarse. Al final de la fase de navegación, MOCA se detiene frente al sujeto objetivo humano a una distancia predefinida y comienza la fase de colaboración.

https://www.youtube.com/watch?time_continue=31&v=6UPgc_5t8Rs

Si deseas información sobre cómo los robots de Robotnik pueden ayudarte a conseguir los objetivos de tus proyectos de investigación y desarrollo puedes ponerte en contacto ahora mismo con nuestros expertos en robótica móvil colaborativa y empezar a configurar tu plataforma o manipulador móvil.