Las tendencias futuras en robótica influirán en casi todas las industrias del mundo. Mucha gente asume que la tecnología robótica solo se aplica a la fabricación. Claro que sí. Pero la robótica puede facilitar las operaciones para todo tipo de organizaciones. De hecho, eso ya está sucediendo ahora.
Se están haciendo muchas predicciones sobre las tendencias futuras en robótica. Claro, muchas de las predicciones parecen estar a años luz de la realidad. Pero la mayoría no lo son. Y eso se debe a la capacidad casi ilimitada de la tecnología robótica. Esta tecnología sigue evolucionando a un ritmo récord cada año.
Pensemos en todos los cambios robóticos que ha visto a lo largo del tiempo. Hace veinte años, no se veían muchos robots en las fábricas. Pero gracias a los desarrollos tecnológicos, ahora hay una gran cantidad de robots dentro de ellas. Y ese es el caso en todo el mundo. ¿Qué hace que la robótica sea tan popular para las empresas? La máxima capacidad para aumentar las ganancias y el ROI.
Los robots siempre se utilizan con frecuencia como ejemplo para los sistemas mecatrónicos. Actualmente, el campo de la robótica se encuentra en una etapa de desarrollo muy rápido, no solo por las últimas tendencias en automatización de la producción.
El último paso de Producción 4.0 no es nuevo. Lo conocíamos bajo el título “Fabricación ágil” a finales de los noventa. La idea más allá era producir diferentes productos en una línea de manera económica. En ese momento no era realizable debido a la falta de hardware y software de TI.
Las ideas principales son de este cambio son:
- Los productos y las máquinas estarán equipados con procesadores, sensores e instalaciones de comunicación inalámbrica.
- Se comunican entre sí y con otras máquinas de producción, y se autoorganizan y se optimizan parcialmente.
- Información a través de datos.
- Uno de los principales objetivos de la producción 4.0 es la creación de “fábricas inteligentes”. Empiezan a aparecer y emplean un enfoque de producción completamente nuevo.
- Los requisitos y los procesos dinámicos de ingeniería y negocios permiten cambios de última hora en la producción.
Estos productos inteligentes son:
- Identificables de forma única.
- Pueden estar ubicados en todo momento.
- Se puede conocer su propia historia y el estado actual.
- Capaces de encontrar rutas alternativas para lograr su estado objetivo (final).
Tendencias de desarrollo
En la automatización de la fabricación, la Industria 4.0 es la siguiente fase en la digitalización del sector productivo. A veces se le llama la cuarta revolución industrial. Está impulsado por:
- Aumento de los volúmenes de datos
- Potencia de cálculo
- Conectividad
- Transformación de datos virtuales al mundo real.
No solo por esto, uno de los objetivos más ambiciosos de la robótica es diseñar robots autónomos (industriales, móviles, humanoides) que puedan alcanzar, e incluso superar, la inteligencia y el rendimiento humanos en entornos parcialmente desconocidos, cambiantes e impredecibles.
Este objetivo está estrechamente relacionado con los desarrollos de la inteligencia artificial (IA). La IA podrá llevar al robot a cumplir las misiones requeridas por los usuarios finales. Para lograr este objetivo, durante las últimas décadas, los científicos han trabajado en técnicas de IA en muchos campos, que incluyen:
- Inteligencia artificial
- Percepción y análisis del medio ambiente
- Procesamiento del lenguaje natural
- Interacción humana
- Sistemas cognitivos
- Aprendizaje automático y comportamientos
- Redes neuronales.
Por lo tanto, en la descripción general (Figura 1) se intenta sistematizar tanto los robots convencionales como los “avanzados” que cumplen total o parcialmente algunas de las características mencionadas anteriormente.
Claramente, esta nueva filosofía de automatización requiere robots industriales, móviles y, probablemente en el futuro altamente cooperativos, un sistema de múltiples robots.
Sistema multi-robot
Un sistema multi-robot es un sistema distribuido que consiste en una colección de computadoras autónomas, conectadas a través de una red y un middleware de distribución que les permite coordinar sus actividades y compartir los recursos del sistema para que el usuario perciba el sistema como uno solo, una instalación informática integrada. No obstante, los sistemas de robots múltiples son diferentes de cualquier otro sistema distribuido debido a su entorno implícito del "mundo real", que es más difícil de modelar.
Un sistema que involucra a varios robots es un sistema distribuido ya que la distribución existe de forma espacial e informativa, así como en la toma de decisiones. La distribución espacial existe ya que cada robot está ubicado en una posición diferente. Además, la distribución informativa es clara ya que la información pertenece a cada robot por lo que no toda la información es común a todos los agentes. Al final, la última decisión sobre la tarea siempre está dentro de cada robot que ejecutaría las tareas en función de su situación interna.
El término comportamiento colectivo denota cualquier comportamiento de los agentes en un sistema que tiene más de un agente. Por tanto, la conducta cooperativa es una subclase de la conducta colectiva caracterizada por la cooperación, es decir, la capacidad de trabajar o actuar juntos por un propósito común.
Por lo tanto, se deduce que un sistema de múltiples robots muestra un comportamiento cooperativo, si debido a algún mecanismo subyacente, hay un aumento en la utilidad total del sistema. Hay tres aspectos fundamentales para el comportamiento cooperativo: la tarea que deben realizar los robots, el mecanismo de cooperación y el rendimiento del sistema. En este contexto, uno de los aspectos fundamentales de los robots es su capacidad de aprender: conocer las características del entorno circundante, es decir, el entorno físico, pero también los seres vivos que habitan en él. Esto significa que los robots que trabajan en un entorno determinado tienen que distinguir a los seres humanos de otros objetos.
Además de aprender sobre su entorno, los robots tienen que aprender sobre su propio comportamiento, a través de un proceso de autorreflexión. Tienen que aprender de la experiencia, replicando de alguna manera los procesos naturales de la evolución de la inteligencia en los seres vivos (procedimientos de síntesis, intentos y errores, aprender haciendo, etc.).
Los robots del siglo XXI se utilizarán en todas las áreas de la vida moderna. Los principales desafíos son:
- Desarrollar sistemas robóticos que puedan detectar e interactuar de manera útil con los humanos.
- Diseñar sistemas robóticos capaces de realizar tareas complejas con un alto grado de autonomía.
El papel de estos robots del futuro podría mejorarse integrándolos en entornos de TI emergentes caracterizados por una creciente difusión de computación en la nube y ubicua, comunicaciones y redes ad-hoc de sensores que forman lo que se ha denominado "inteligencia ambiental”.
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