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TECNOLOGÍA. Robots "artesanos" con inteligencia artificial harán "malabares" sin ayuda humana

 

Los robots de fábrica pronto podrían adquirir una variedad de habilidades, incluida la capacidad de elegir cómo hacer las cosas. 

La falla de una máquina en una fábrica puede ponerla fuera de servicio. La producción perdida puede costar millones de euros cada día. Las fallas de los componentes pueden devastar fábricas, centrales eléctricas y maquinaria de campo.

Para volver al funcionamiento, los técnicos cualificados utilizan todas las herramientas de su kit: mecanizado, doblado, soldadura y tratamiento de superficies, haciendo la pieza correcta de la forma más rápida y precisa posible. Pero hay un número cada vez menor de técnicos con las habilidades adecuadas, la Formación Profesional no está cubriendo estas necesidades y la calidad de las cosas hechas a mano está sujeta a las habilidades y el estado de ánimo del artesano el día en que se hace la pieza.

Estos problemas pronto podrían ser resueltos por técnicos robóticos con inteligencia artificial. Estos sistemas pueden tomar medidas; dar forma, cortar o soldar piezas con diversas herramientas; pasar piezas a equipos especializados; e incluso comprar los materiales necesarios, todo sin intervención humanaEste proceso, conocido como fabricación autónoma híbrida, involucra sistemas automatizados que utilizan sin problemas múltiples herramientas y técnicas para construir componentes de alta calidad donde y cuando se necesitan. Son los artesanos autónomos del futuro en los que ya están trabajando expertos ingenieros.

¿Cómo se fabrican las cosas?

Los componentes se fabrican en serie o se fabrican a medida. La mayoría de las cosas que la gente toca a diario se han producido en masa. La calidad está asegurada mediante el uso de procesos bien perfeccionados basados ​​en pruebas y monitoreo de un gran número de piezas y asegurando que el proceso se realice de la misma manera en todo momento.

La fabricación personalizada, es decir, hacer componentes a pedido, a menudo es esencial, a veces para adaptarse a la anatomía específica de un paciente o para reemplazar el tren de aterrizaje de un avión que se forjó y ya no se fabrica. Los procesos para fabricar piezas metálicas (remoción de material, deposición, deformación, transformación, inspección) se pueden realizar con herramientas pequeñas, con acciones incrementales en lugar del tipo de procesos a granel, generalmente con herramientas y matrices grandes, que se utilizan en la producción en masa.

La automatización ha sido durante mucho tiempo parte de la producción en masa, que incluye robots sofisticados que manipulan piezas y sueldan en líneas de montaje de automóviles. La fabricación aditiva, a menudo denominada impresión 3D, se utiliza cada vez más con una variedad de materiales para fabricar componentes .

Ahora están en desarrollo los herreros robóticos, robots que pueden martillar piezas metálicas para darles forma en lugar de cortarlas, construirlas o moldearlas.

Los robots han estado construyendo automóviles durante décadas, pero generalmente realizan tareas simples y repetitivas que no requieren toma de decisiones. Lenny Kuhne / Unsplash

La personalización automatizada no es un oxímoron

Para automatizar la fabricación personalizada, se están desarrollando un conjunto automatizado de herramientas que puede ejecutar todos los pasos para hacer una amplia gama de componentes, utilizando múltiples procesos sin intervención humana. Los sensores también serán fundamentales para la fabricación autónoma híbrida para controlar los procesos, mantener y garantizar la calidad

Estos sistemas de fabricación autónomos tomarán las innumerables decisiones necesarias para crear un nuevo componente con la resistencia, el tamaño y el acabado de la superficie adecuados. Se requerirá inteligencia artificial para manejar la enorme cantidad de opciones de materiales, configuraciones de máquinas y secuencias de procesos. En lugar de encontrar una receta de producción en masa y nunca desviarse, estos sistemas de fabricación autónomos elegirán entre un conjunto muy grande de recetas posibles para crear piezas y tendrán la inteligencia para asegurar que la ruta elegida produzca componentes con las propiedades de material adecuadas.

Los robots pueden colocar pequeñas herramientas en un componente fabricado o transferir el componente de un equipo a otro. Un sistema totalmente autónomo podría fabricar una amplia gama de productos con un conjunto versátil de herramientas. Los sistemas podrían obtener materiales y posiblemente incluso enviar trabajo a herramientas especializadas de corte y deformación, como un artesano humano.

La tasa de producción de tales sistemas no rivalizaría con la de la producción en masa, pero debido a que los robots pueden trabajar continuamente, pueden ser más productivos que los técnicos humanos. Los datos de los sensores proporcionan un registro digital de todos los pasos y procesos con temperaturas críticas, configuraciones de la máquina e incluso imágenes. Este registro puede asegurar la calidad, por ejemplo, asegurándose de que el material se deformó en la cantidad correcta y no se produjeron grietas durante el proceso ni se taparon.

Los cirujanos a veces tienen que hacer las veces de trabajadores metalúrgicos cuando se enfrentan a fracturas graves. PEDRE / E + a través de Getty Images

La fabricación en la sala de operaciones o cerca de ella es un ejemplo de un proceso que se puede habilitar con la fabricación autónoma híbrida. A menudo, cuando los pacientes con fracturas óseas se someten a una cirugía de trauma, se requieren placas metálicas de formas variadas para mantener los huesos juntos para la curación. A menudo, estos se crean en la sala de operaciones, donde el cirujano dobla las placas para adaptarse al paciente, a veces utilizando un modelo impreso en 3D creado a partir de imágenes médicas del paciente como una forma para doblar el metal contra.

Doblar a mano es lento e impreciso, y tensar la placa en el lugar incorrecto puede hacer que se fracture. Un técnico robótico podría cortar, doblar y terminar una placa antes de la cirugía. Los pacientes obtienen mejores resultados y ahorran dinero si pasan menos tiempo en el hospital.

El camino hacia los artesanos robóticos

Numerosas empresas ahora están mostrando el camino a seguir en la fabricación autónoma. Algunas de ellas son: FormLogic, que está desarrollando talleres mecánicos automatizados de alta calidad. Path Robotics está poniendo las habilidades de un soldador en un robot. Machina Labs tiene como objetivo crear herreros robóticos. Otras empresas están desarrollando sistemas para automatizar el diseño y la logística.

La hibridación, la capacidad de realizar diferentes tareas de diferentes maneras con múltiples herramientas, es el siguiente paso. Las piezas clave de la fabricación autónoma híbrida existen ahora, y los sistemas completamente autónomos podrían ser comunes en una década. Las empresas que adopten este enfoque de fabricación personalizada deberán recurrir a una nueva generación de estudiantes con las habilidades para combinar estas tecnologías.

Inversiones en tecnologías de fabricación avanzadas, como las propuestas por la nueva administración Biden en EE.UU. (inversiones propuestas en la Ley de Innovación y Competencia aprobada por el Senado el 8 de junio de 2021, y las del Plan de Empleo) serán necesarias para que los países sean más competitivos en un mundo digital y plagado de automatismos gobernados por la inteligencia artificial.

Fuente: . Profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Universidad Estatal de Ohio (para The Conversation)


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