Boston Dynamics presentó esta semana Stretch Gen 2, la segunda generación de su robot móvil autónomo para descargar camiones. La primera versión ya acumula más de 100.000 horas de operación y decenas de millones de cajas movidas, y con esa experiencia la empresa diseñó la nueva para que pase más tiempo trabajando y menos en mantención.
Brian Donnelly, vicepresidente y gerente general de robótica logística de Boston Dynamics, le dijo a The Robot Report que la empresa lleva cerca de dos años y medio trabajando en la nueva versión de Stretch.
"Cuando hicimos la primera generación de Stretch, estábamos enfocados en sacar un producto al mercado lo más rápido posible y realmente ponerlo en manos de los clientes y hacerlo funcionar", dijo. "No era el más fácil de fabricar; tenía muchísimos componentes".
"[Con Stretch 2] realmente nos enfocamos en simplificar, endurecer el robot y mejorar de verdad la confiabilidad y el rendimiento", agregó Donnelly. "Eso es lo que realmente guió muchas de nuestras decisiones, simplemente hacer el robot mejor en todo sentido".
Stretch Gen 2 descarga hasta 1.000 cajas por hora. La cifra depende mucho del peso de las cajas y de qué tan ordenadas o desordenadas vengan apiladas. Tiene una función para tomar varias cajas a la vez, una batería que dura dos turnos y un cargador rápido que la lleva al 90% en unos 75 minutos.
El manipulador móvil trae además iluminación propia, que facilita el trabajo dentro de remolques oscuros, y un sistema de visión preentrenado que detecta la mayoría de los paquetes sin necesidad de programarlo.
Cambios de hardware para que dure más
Muchas de las mejoras de Stretch Gen 2 apuntan a reducir los tiempos detenidos y a hacer el robot más resistente. La empresa, con sede en Waltham, Massachusetts, eliminó el 81% del cableado interno, cerca de 800 metros de cable.
"[El cableado] es peso, es costo y son puntos de falla, sobre todo cuando tienes algo en movimiento constante, porque estás tensionando esos cables con cada movimiento", dijo Donnelly. "Si no tienes un buen alivio de tensión, si no tienes buenas formas de manejar los cables dentro del robot, eso puede estresar los cables y después vienen las fallas".
Según Donnelly, Hyundai ayudó a conseguir un arnés de cables a través de su cadena de suministro automotriz. No es lo único que Boston Dynamics tomó de la industria del auto. Stretch Gen 2 usa conectores automotrices de uso pesado, que aguantan la vibración de manipular cajas rápido y con alto torque, y de avanzar sobre pisos disparejos.
"En la industria automotriz tienen que lidiar con muchos desafíos del mundo real en sus vehículos. Se manejan muchos kilómetros lidiando con golpes, vibración y cosas así", dijo Donnelly. "Cuando un robot se mueve por el mundo, igual que un auto, si no tienes conectores con traba, se pueden ir soltando de a poco. Al usar esos conectores automotrices tenemos mucha más confianza en que van a seguir trabados y no se van a separar en terreno".
El robot tiene además articulaciones de rotación continua que giran más de 360° y ya no chocan con topes mecánicos. Eso evita el estrés mecánico que generaban esos golpes. Donnelly explicó que también lo hace más productivo, porque puede optimizar por completo la planificación de su trayectoria y moverse en cualquier dirección.
La parada de emergencia ahora va más abajo y embutida. Los paneles exteriores son de materiales nuevos, así que una caja que se cae tiene muchas menos probabilidades de activar una detención de seguridad por error o de romper un panel.
¿Cómo toma varias cajas a la vez?
El gripper es la parte del robot que suele recibir más esfuerzo, porque es la que toca todo lo que el robot tiene que manipular. Stretch Gen 2 trae un gripper nuevo, con otro sistema de válvulas y sensores más precisos que mejoran el agarre y la colocación en tomas rápidas.
"[El nuevo gripper] tiene una válvula en cada ventosa, lo que nos permite tomar varias cajas con un solo movimiento del brazo, y eso aumenta muchísimo nuestro rendimiento", explicó Donnelly. "Si podemos tomar varias cajas con un solo movimiento del brazo, conseguimos un rendimiento mucho mayor, porque el ciclo de tomar una caja del piso de un contenedor y ponerla en una cinta transportadora está dominado por el movimiento del brazo. Entonces, si logramos que el brazo siga moviéndose y haga más en cada ciclo, eso es muy efectivo y mejora la velocidad a la que descargamos un camión para nuestros clientes".
El gripper nuevo también ordena mejor las cajas sobre la cinta transportadora, de la forma que más les conviene a los clientes, y gasta menos energía al levantarlas.
"Cada ventosa tiene su propio sensor y su propio actuador, así que sabemos cuándo tenemos buena succión", dijo Donnelly. "Solo abrimos la válvula para succionar cuando hay buen contacto con una caja, y eso nos permite reducir la energía que gastamos en la bomba de vacío, porque no estamos succionando por ventosas que no tienen buen contacto. También nos permite, cuando tomamos varias cajas, separarlas una por una sobre la cinta".
La mantención baja de un día a horas
Con Stretch Gen 2, Boston Dynamics no solo quiso bajar la frecuencia de las visitas técnicas. También quiso que fueran más rápidas cuando hacen falta.
"Como empresa no teníamos tanta experiencia en mantenibilidad cuando hicimos el robot de primera generación", dijo Donnelly. "Desde entonces desplegamos estos robots, les hicimos servicio en terreno y contratamos a mucha gente con bastante más experiencia en servicio que la que teníamos al principio. Sus aportes y su guía nos ayudaron mucho a hacer un robot mucho más fácil de fabricar y de mantener".
El robot ya no necesita cables dinámicos ni arneses complejos. Usa fijaciones estandarizadas de alta resistencia, lo que reduce los cambios de herramienta y el tiempo de reparación a mano. Por ejemplo, la empresa puede cambiar completo el sistema de tracción swerve en una hora. Antes, ese proceso podía tomar un día entero.
Stretch Gen 2 suma herramientas nuevas de diagnóstico y mantención a bordo. Con ellas, el equipo de mantención del propio cliente puede hacer más tareas de rutina, y los robots se quedan en el andén con menos dependencia de soporte externo.
Mejoras que llegan por software
El robot funciona sobre una plataforma de cómputo a bordo rediseñada. Boston Dynamics dijo que publicará actualizaciones de software periódicas, con mejoras en detección de cajas, planificación de movimientos, estrategias de toma y modelado del entorno para toda la flota, sin cambiar hardware.
Donnelly contó que con la última actualización la empresa vio un aumento de 24% en la velocidad de descarga de los robots que ya están en terreno.
"Buena parte de nuestra actividad en este programa está enfocada en el software. Estamos mejorando constantemente nuestra visión por computador para percibir mejor las cajas, las cintas transportadoras y las paredes de los contenedores, y después tomar las cajas y ponerlas para transportar con cada vez más productividad", dijo Donnelly.
Según Donnelly, hoy Boston Dynamics publica software nuevo en promedio una vez al mes.
¿Cómo han reaccionado los clientes?
Donnelly dijo que Boston Dynamics ya tiene Stretch Gen 2 funcionando en varias instalaciones de clientes.
"Los clientes están muy contentos con él, y siguen confiando en que haga su trabajo todos los días", dijo Donnelly. "Llegamos a estas instalaciones existentes y desplegamos los robots en dos semanas. Las personas que pasan a operar los robots son las mismas que de otro modo estarían haciendo el levantamiento pesado y repetitivo de estas cajas y contenedores".
"Pusimos mucho esfuerzo en que la experiencia de uso, desde la perspectiva del operador, sea realmente simple. No requiere mucha capacitación", agregó. "Una persona puede meter el robot a un contenedor, salir de la celda de trabajo de seguridad, apretar un gran botón de Play, y el robot hace el resto".
Muchas de las personas que trabajan con Stretch pasaban antes sus días descargando cajas pesadas de los remolques.
"En el fondo, descargar remolques es uno de los peores trabajos de la bodega", dijo Donnelly. "Puede hacer muchísimo calor en un contenedor que estuvo estacionado en un patio en verano. Puede hacer muchísimo frío en invierno. Y el trabajo en sí es mover cajas pesadas una y otra vez desde abajo o desde arriba. Eso le pone mucha tensión y estrés al cuerpo de las personas".
