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Manos habilidosas

La mano humana es considerada como el punto de referencia cuando se trata de la flexibilidad de las herramientas de agarre. Los manipuladores humanoides que permiten la más amplia gama de variantes de agarre serán cada vez más solicitados en el futuro, especialmente en el campo de la robótica de servicio y asistencia. Además, el factor de la viabilidad económica está adquiriendo cada vez más importancia.

Manos habilidosas
Mientras que las pinzas se diseñaron anteriormente para la automatización industrial basada en la robustez, la longevidad y el rendimiento, con las manos de agarre, la atención se centra en el aspecto de la flexibilidad de movimiento. Cuanto más cerca trabajen los seres humanos y los robots, mayor será la relevancia de las manos humanoides de 5 dedos.

«En casos extremos, los seres humanos y los robots de servicio compartirán una misma estación de trabajo, incluyendo todas las herramientas y equipos auxiliares», explica el Dr. Martin May, jefe de Investigación/Tecnologías Avanzadas en SCHUNK. Precisamente por esta razón, SCHUNK ya tenía la mano de 5 dedos SVH certificada por la DGUV como la primera pinza del mundo para actividades colaborativas en 2017.

Sus cinco dedos pueden realizar toda clase de operaciones de agarre con un total de nueve accionamientos. Y lo que es más: pueden ejecutarse numerosos gestos, lo cual facilita la comunicación visual entre personas y el robot de servicio, y una mayor aceptación para su uso en entornos humanos.

Compartir un escritorio con un robot

«En nuestros proyectos de investigación, pudimos comprobar que la mano humana es mucho más que una herramienta altamente flexible para la manipulación. A diferencia de las pinzas industriales, los usuarios siempre asocian los aspectos emocionales con las manos de agarre humanoides», explica el Dr. May. «Siempre hay demanda de manos de agarre dondequiera que un robot tenga que imitar los métodos de manipulación humana».

Esto afecta tanto a la manipulación como a los gestos. En sus proyectos de investigación, SCHUNK se ha centrado especialmente en las aplicaciones de tipo doméstico de la robótica de servicio y en las aplicaciones orientadas al montaje en robótica de asistencia industrial.

«Las manos de agarre son una opción sensata en todos los lugares en los que el entorno de una actividad está configurado para el ser humano, que debe ser asistido por un robot, por ejemplo, en cocinas domésticas, pero también en estaciones de trabajo de ensamblaje industrial o en aplicaciones de recogida y logística».

Variantes diferentes

De acuerdo con la aplicación pertinente, SCHUNK tiene varias manos de agarre dentro de su cartera, desde una mano de 2 dedos reducida a las funciones básicas de agarre para robótica de servicio, hasta la mano de 3 dedos SDH de SCHUNK, que cumple con las normas de la industria, y la compleja mano de 5 dedos SCHUNK SVH.

El último modelo, el SIH de SCHUNK, también está equipado con cinco dedos que tienen una estructura similar a la del ser humano, pero se diferencia del SVH fundamentalmente en términos de accionamiento y cinemática. Mientras que el SVH, que se acciona a través de nueve motores, cumple con los aspectos típicos de una mano robótica que trabaja con precisión, el SIH, que está equipado con cinco motores y se acciona a través de cables de tracción, se basa mucho más en su equivalente humano con sus venas y músculos.

Tres de sus dedos se pueden mover independientemente uno del otro y los dos más pequeños a su vez se mueven juntos como un equipo. Como resultado, el SIH puede desplegarse de forma más flexible que otras manos de agarre con mecanismos de cable de tracción disponibles en el mercado y, al mismo tiempo, es más robusto y tiene un precio más bajo.

Según Martin May, este último aspecto en particular fue un requisito clave para el proyecto de investigación, ya que, sobre todo cuando se trata de aplicaciones de robótica de servicio en entornos domésticos, la gestión estricta de los costes es imprescindible para que tengan éxito en el mercado.

Para alcanzar el objetivo de unas manos de 5 dedos asequibles y fáciles de manejar para aplicaciones versátiles, SCHUNK utiliza la experiencia de la biónica, así como los últimos conceptos de motor y electrónica. Gracias al control inteligente de la pinza, es posible realizar una amplia gama de proyectos de agarre a través de una interfaz fácil de manejar sin necesidad de programarlos con precisión.

Sujeción autónoma

En sus Smart Labs, SCHUNK va un paso más allá. Además del componente de agarre, se dedica al proceso de agarre en su conjunto y está buscando formas de manejar las tareas de forma autónoma. La programación intrincada del robot, que hasta ahora tenía que ser realizada manualmente por el usuario o el integrador, será sustituida en el futuro por un ensamblaje de componentes autónomo y de aprendizaje.

En lugar de definir individualmente las posiciones, velocidades y fuerzas de agarre paso a paso, los sistemas de agarre inteligentes detectarán en el futuro sus objetos a través de cámaras y realizarán la planificación de agarre por sí mismos. Basados en registros de datos y algoritmos, los sistemas de agarre deben ser capaces de detectar principios y derivar las reacciones correspondientes.

Además, SCHUNK R&D está trabajando en algoritmos para clasificar diferentes geometrías y disposiciones y desarrollar estrategias de agarre óptimas. Los sistemas de agarre deben ser capaces de manejar las piezas de forma autónoma y perfeccionar aún más los flujos de trabajo de agarre subyacentes.

Evaluación autónoma de la calidad de agarre

Cuanto mayor sea la variación de las piezas que se van a agarrar y cuanto más compleja sea la tarea, más rápido se desplegarán aquí también las manos de agarre. Mediante sistemas adecuados de sensores en los dedos de las pinzas, la corriente del motor y la inteligencia integrada en el brazo de agarre, se puede detectar, evaluar y reajustar la calidad del agarre en caso necesario.

Además, las características de los objetos, como la geometría, el tamaño o la flexibilidad, pueden detectarse únicamente a través de la pinza y transferirse a sistemas de nivel superior o a estaciones anteriores o posteriores. «Utilizando métodos de inteligencia artificial, también será posible entrenar a los robots de servicio y asistencia de forma intuitiva y crear bibliotecas individuales para la planificación de la pinza y, a continuación, ampliarlas», explica Martin May.

«En particular las manos de agarre para un uso versátil ya no se utilizarán para tareas repetitivas, sino que podrán adaptarse continuamente a nuevos objetos y relaciones, y sus estrategias de agarre se optimizarán de forma continua».

www.schunk.com


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