El principio de la aspiradora y la IA: nuevas ideas para un mundo laboral cambiante

Desde empresas de automoción a maestros carpinteros, pasando por ingenieros y comerciantes: cada vez son más las personas que se enfrentan a la robótica y utilizan las tecnologías en su trabajo diario. ¿Cómo hacer que trabajar con cobots sea lo más fácil e intuitivo posible? Los investigadores del proyecto OPERA están desarrollando ideas innovadoras para resolver este problema.

Teresa Scheunert

19 de marzo de 2025

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Los robots son útiles ayudantes. Se encargan de tareas monótonas o agotadoras y contribuyen a aumentar la eficiencia. Sin embargo, existen obstáculos para el uso de la robótica, especialmente para las pequeñas y medianas empresas: a menudo no pueden permitirse contratar a sus propios programadores, la integración de un robot en un concepto global de controles y software suele ser compleja y, además, pueden tener un proceso de producción con lotes pequeños y un entorno en constante cambio. Entonces, ¿cómo configurar una célula robotizada de forma rápida y rentable?

Funcionamiento del robot con nuevas ideas

Las nuevas tecnologías ofrecen una solución: los conceptos de manejo intuitivo y el uso de la inteligencia artificial (IA) están haciendo más accesible la robótica. Esto significa que los sensitive cobots pueden «aprender» sus tareas si el usuario realiza las secuencias de movimiento deseadas a mano con ellos. Esta programación guiada a mano facilita y acelera el despliegue, especialmente para empresas medianas sin mucha experiencia.

«Partimos de esta idea básica y desarrollamos nuevas funciones», explica el Dr. Niels Dehio, director del proyecto OPERA en KUKA y experto en IA. Junto con socios del DLR in Oberpfaffenhofen, trabajó en la siguiente fase de la automatización basada en IA en el proyecto de investigación bávaro, que se prolongó hasta finales de 2024. «Los movimientos programados por los humanos de forma clásica suelen ser bastante rígidos y no siempre siguen la trayectoria óptima para un robot. Además, los robots modernos de KUKA no sólo realizan tareas fijas preprogramadas de forma monótona, sino que también deben adaptarse a condiciones cambiantes, es decir, deben demostrar un cierto grado de flexibilidad e inteligencia.»

Modelado según el principio del aspirador

Un punto crucial aquí es ejecutar los movimientos del robot con seguridad y sin colisiones. Para ello, el entorno del robot puede modelarse virtualmente con un alto grado de precisión, de modo que el robot sea consciente del entorno en el que se mueve y lo tenga en cuenta durante sus movimientos para evitar romper nada. Sin embargo, muchas empresas pequeñas tienen un entorno de producción flexible que cambia constantemente. Precisamente para estos casos, los investigadores de OPERA han desarrollado conceptos para modelar células robóticas de forma rápida, sencilla y rentable.

Test setup: the cobot with obstacles in its work environment

«El cobot se mueve a mano durante unos minutos, y el espacio que rodea al robot se barre virtualmente como con una aspiradora de mano», explica Dehio. A partir de ahí se crea un modelo preciso de obstáculos, para que el robot sepa exactamente por dónde puede moverse sin problemas y dónde se encuentran obstáculos como pilares o mesas. A continuación, un algoritmo optimiza los movimientos del cobot de forma totalmente automática. Gracias al nuevo modelo de obstáculos, el robot se asegura de no tropezar con nada, sin necesidad de costosos sensores y de forma intuitiva para los nuevos usuarios.

Aprender por imitación y la IA

Además, el equipo que trabaja en el proyecto OPERA ha utilizado la IA para enseñar al cobot a manejar las variaciones del proceso. Para ello, el robot utiliza una cámara para captar la escena y, de nuevo con la ayuda de un guía humano, se le muestra el movimiento deseado varias veces con ligeras modificaciones. Sobre esta base, los desarrolladores crearon un modelo de IA para que el robot pueda adaptarse de forma autónoma a situaciones ligeramente modificadas. El modelado del entorno basado en el principio de la aspiradora sirve como medida de seguridad adicional para evitar colisiones.

The cobot captures the scene with a camera and is shown the desired movement with variations.

Nuevas ideas para un mundo de producción cambiante

Estos conceptos innovadores pueden cambiar la forma de utilizar los robots y facilitar y abaratar el uso de la robótica, especialmente en un entorno de producción en constante cambio. Incluso después de que finalizara el proyecto de tres años, un equipo internacional de doctorandos de KUKA siguió trabajando en este tema. «La inteligencia artificial en combinación con sistemas de visión abre un gran potencial en la robótica», afirma el Dr. Dehio. Y para explotar este potencial en pro de una robótica más intuitiva, Niels Dehio, sus colegas y otros equipos de KUKA tienen la vista puesta en los temas de IA del futuro.