Navegación Autónoma Avanzada: la tecnología detrás de la robótica industrial

Los robots autónomos forman parte de nuestras vidas cotidianas desde hace años. La mayoría de nosotros, por ejemplo, tenemos en nuestros hogares robots aspiradores que pueden navegar de forma autónoma por su entorno y tomar decisiones basadas en lo que encuentran en su camino mientras completan sus misiones de limpieza.

Sin embargo, cuando observamos el sector industrial, este tipo de robot aún tiene una penetración relativamente baja, a pesar de los enormes beneficios que pueden ofrecer en términos de aumento de seguridad y productividad. En este artículo, exploramos la avanzada tecnología detrás de los sistemas de navegación autónoma y su relevancia para el sector industrial.

Comprendiendo los robots autónomos

Definimos la autonomía como la capacidad de tomar decisiones independientes. Los robots autónomos, entonces, son aquellos que pueden tomar sus propias decisiones y realizar acciones en consecuencia. Un robot verdaderamente autónomo es una máquina inteligente que puede percibir su entorno, tomar decisiones basadas en lo que percibe, y luego actuar en ese entorno sin control o intervención humana. Estas acciones basadas en decisiones incluyen, por ejemplo, tareas básicas como iniciar, detenerse y maniobrar alrededor de obstáculos en su camino.

Hablamos de navegación autónoma cuando nos referimos específicamente a la capacidad del robot para definir autónomamente una trayectoria a través del entorno para llegar a una ubicación específica, enfrentándose a cualquier posible obstáculo inesperado.

Al igual que los robots aspiradores, los robots móviles autónomos (AMR) desarrollados para el sector industrial, como Keyper, poseen un conjunto de sensores que les permiten percibir su entorno, decidir un curso de acción basado en estas percepciones, y luego actuar de manera adecuada sin interferencia humana. Gracias a estas habilidades, los AMR ya están transformando la forma en que se realizan ciertas tareas, como la inspección y el monitoreo de sitios en entornos industriales.

Componentes clave de la navegación autónoma

Antes de discutir sus aplicaciones industriales, veamos los componentes y sensores esenciales utilizados en los sistemas de navegación autónoma, que se pueden dividir en tres conceptos clave: percepción, decisión y actuación.

• Percepción: Los robots autónomos perciben su entorno a través de una variedad de tecnologías, como escáneres láser, radares y espectrómetros. Los robots de alto nivel, como Keyper, utilizan sensores complejos como cámaras, LiDAR, micrófonos, cámaras térmicas y explosímetros, que, combinados con software de reconocimiento de imágenes, permiten al robot identificar y categorizar los objetos que ve, así como las condiciones de su entorno, y tomar decisiones en tiempo real. Los AMR también ofrecen capacidades únicas de mapeo: no solo mapean toda la instalación, sino que también actualizan regularmente ese mapa con las rutas más eficientes posibles.

• Decisión: Igual que el cerebro humano toma la mayoría de nuestras decisiones, la computadora que actúa como «cerebro» de un robot toma decisiones basadas en su misión y en la información que recibe a lo largo del camino de todos los sensores mencionados anteriormente. Sin embargo, los robots también cuentan con un sistema «neurológico», que opera más rápido y con mayor autoridad que la computadora que ejecuta un plan de misión. Así es como el robot puede decidir detenerse si detecta un obstáculo en su camino o si se presiona su botón de parada de emergencia.

• Actuación: Los actuadores del robot serían el equivalente a los músculos humanos, y funcionan a través de motores que convierten la energía en movimiento. Ese es el sistema que permite a los robots como Keyper caminar, sentarse o subir escaleras y pendientes.

Tecnologías avanzadas en robots autónomos

Echemos un vistazo más de cerca a algunos de los avances tecnológicos que podemos encontrar hoy en día en los robots autónomos:

• LiDAR: conocido también como «detección y rango de luz,» es un método de detección remota que utiliza luz en forma de un láser pulsado para medir distancias variables. Esta solución, que escanea en 360 grados, utiliza esos pulsos de luz para generar información precisa y tridimensional sobre el entorno del robot.
• Visión por computadora: esta tecnología es la que permite a los robots autónomos extraer información de imágenes, que pueden provenir de una variedad de fuentes, como cámaras y los sensores LiDAR mencionados anteriormente. Gracias a esta tecnología, los AMR pueden realizar tareas como detección y reconocimiento de objetos, detección de eventos o seguimiento de video. En el caso de Keyper, su visión por computadora avanzada combinada con IA le permite, por ejemplo, leer indicadores y medidores y determinar si sus valores son «normales» o si es necesario reportar una incidencia de inmediato.
• Aprendizaje automático: esta tecnología utiliza algoritmos que permiten al robot aprender de datos y generalizar a datos no vistos, y así realizar tareas de manera autónoma, sin instrucciones explícitas.

Aplicaciones en el mundo real

Si bien los robots móviles autónomos tienen una variedad de aplicaciones, en esta ocasión nos centraremos en una de las áreas donde aportan más valor al sector industrial: las rondas de inspección y mantenimiento.

En industrias como la química, las tareas tradicionales de inspección han sido realizadas por personal humano, conllevando grandes riesgos para el personal en caso de, por ejemplo, fugas de gas. Sin embargo, el desarrollo de AMR como Keyper, diseñado específicamente para realizar rondas de inspección y monitorización de manera más segura y eficiente, está revolucionando el statu quo planta industrial tras planta industrial.

Veámoslo más de cerca: hasta ahora, la única forma en que una empresa química podía mantener sus instalaciones bajo control era tener uno (o varios) operadores humanos realizando rondas regulares por cada planta, revisando visualmente todos los medidores clave para verificar que sus datos se mantuvieran dentro de parámetros normales. Pero las fugas de gas —una situación muy peligrosa— no son raras en este tipo de instalaciones, y pasarían desapercibidas hasta que el operador pasara por la zona afectada y midiera los niveles de gas en el aire, con gran riesgo para su seguridad y la de sus compañeros.

Sin embargo, los robots autónomos para inspecciones industriales, como Keyper, pueden realizar este tipo de rondas de manera autónoma y completar tareas como la lectura de medidores, la detección de cualquier tipo de incidencia a través de sus cámaras, así como de sus detectores térmicos, acústicos y de gases. No solo eliminan la necesidad de colocar a operadores humanos en situaciones potencialmente peligrosas, sino que también pueden realizar rondas más frecuentes, asegurando que las instalaciones estén siempre bajo control y que cualquier posible incidente se reporte de inmediato, contribuyendo a aumentar la productividad de la planta y disminuyendo significativamente la necesidad de detener la producción.

No cabe duda de que la navegación autónoma se ha vuelto esencial para que los robots pasen del plano teórico al contexto industrial real. Utilizando una variedad de tecnologías avanzadas que les permiten observar y comprender su entorno y tomar decisiones basadas en sus hallazgos sin necesidad de intervención humana, pueden contribuir de manera efectiva a hacer que nuestra industria sea no solo más segura, sino también más productiva.

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