Procesos de manufactura como lijado, pulido, granallado, esmerilado, recubrimiento y pintura están presentes en industrias muy distintas. Son tareas ergonómicamente exigentes y traen riesgos de salud importantes para humanos: vibración, polvo, ruido y solventes. De ahí el interés creciente en automatizarlas con robots. Cuando las piezas son grandes, el brazo robótico debe reposicionarse en torno a ellas para cubrir toda la superficie.
La pregunta editorial que aborda Satyandra K. Gupta en The Robot Report es directa: ¿son los humanoides una buena opción para esto? Su respuesta, evaluando componente por componente, es no. Veamos por qué.
¿Para qué sirven las piernas en una planta?
Las piernas no son eficientes para desplazarse sobre los pisos planos de una fábrica. Además, a menudo el robot necesita estar conectado por cable para alimentar herramientas de proceso (un disco de esmerilado, por ejemplo). Si una plataforma con piernas debe ir atada por un cable, pierde gran parte de su supuesta flexibilidad.
Los rieles fijos al piso o las bases móviles son alternativas mejores para transportar brazos robóticos en aplicaciones de proceso. Las piernas suman complejidad, aumentan el riesgo de seguridad y no entregan valor proporcional. En piso de planta, sobran.
Manos diestras: caras y poco útiles para sujetar herramientas
Las manos multi-dedos ofrecen flexibilidad y destreza en manipulación de objetos. El problema es que son caras. Y muchas operaciones, como el lijado, esmerilado, granallado, recubrimiento o atornillado, son fundamentalmente manipulación de herramienta, no de pieza. Sostener una herramienta de terminación con una mano de cinco dedos rara vez da el agarre firme que el proceso necesita a alta velocidad.
Es más eficiente conectar la herramienta directamente al brazo a través de un acople simple. El resultado: menor costo de hardware y mejor desempeño en el proceso.
La cabeza humanoide no ayuda en visión industrial
La cabeza montada sobre un humanoide es pequeña, así que las cámaras quedan necesariamente juntas. Si lo que se quiere es buena cobertura y precisión, conviene distribuir las cámaras (y otros sensores) por toda la celda, o montarlos en el propio brazo, cerca de la herramienta. Las cámaras también se pueden poner arriba de la pieza, fuera del robot.
Para aplicaciones de manufactura, una cabeza humanoide no aporta valor diferencial. La sensórica industrial seria vive distribuida.
Brazos duales: sí, pero no en configuración humanoide
Los brazos duales son muy útiles para procesar piezas grandes. Si se busca cubrir más superficie y terminar la pieza más rápido, los brazos deben ubicarse suficientemente lejos uno del otro para minimizar el riesgo de colisión y maximizar el espacio de trabajo. Esa es una configuración muy distinta a la disposición de hombros de un humanoide.
La celda óptima usa brazos duales, una solución de movilidad para reposicionarlos, visión para entender la escena y sensores de fuerza. La configuración de componentes es completamente distinta a la humanoide.
¿Y el argumento de la economía de escala?
Mucha gente defiende los humanoides apelando a economías de escala: producir millones de plataformas idénticas debería bajar costos. Pero la configuración propuesta arriba ya está hecha de componentes que también se benefician de economías de escala: brazos industriales de propósito general, rieles, cámaras y sensores de fuerza son commodities con cadenas de suministro maduras. No se necesita un humanoide para capturar el efecto volumen.
La mayoría de las aplicaciones de manufactura busca reducir tiempo de ciclo para mejorar el throughput. Usar robots industriales de propósito general que trascienden las restricciones del cuerpo humano suele ser una opción más atractiva: operan a velocidades 4 a 5 veces superiores a las humanas, aplican fuerzas significativamente mayores y ya están probados en aplicaciones exigentes.
La conclusión de Gupta es clara: construir celdas de manufactura ubicando brazos industriales en la configuración correcta es la solución ganadora en la mayoría de los casos donde precisión, desempeño y velocidad son criterios decisivos. Los humanoides no.
Gupta es co-fundador y chief scientist de GrayMatter Robotics, profesor en la Viterbi School of Engineering de USC y director del Center for Advanced Manufacturing. Tiene más de 500 papers técnicos publicados y 28 patentes estadounidenses.
