Advertencia sobre los motores con reducción en el Mercado

Atención a los que compran, sea en Argentina o afuera, motores con reducción como el de la foto.

Motor chino con rueda de gomaMotor con reductor de velocidad

Hay una tanda más barata -y posiblemente sean los que más están llegando ahora a Argentina- de motores que consumen UNA ENORMIDAD de corriente. Más o menos el TRIPLE que los que se vienen en Kit junto con las bases robóticas de acrílico. Se ven idénticos a los otros, pero se nota la diferencia al mover la rueda con la mano

Pero el problema mayor es que el engranaje reductor de estos nuevos motores es mucho más pesado que el los otros, de modo que al arrancar los motores producen un pico de corriente de 800 mA mínimo.

Algunos circuitos simples de robots con salida a transistores que utilizan, por ejemplo, PN2222A o su equivalente 2N2222A, no soportan esta corriente. (Solamente los transistores de este tipo marca Fairchild indican en su hoja de datos que soportan 1A; las otras marcas indican 600 mA a 800 mA los mejores.)

Busquen siempre que el vendedor ponga en su publicación una hoja de datos que liste CLARAMENTE el consumo de corriente a los distintos voltajes: 3V, 6V, etc. como la que pongo en la imagen.

Hoja de datos de un motorHoja de datos de un motor

O al menos lleven un tester para medir corriente y un portapilas de 4 pilas con pilas cargadas y cableen para probar el consumo del motor antes de comprar. Es muy útil llevar ya preparado un circuito ya armado con pincitas/clips de prueba ya preparadas para conectar al motor y al tester (si son pinzas “cocodrilo” que sean pequeñas: los contactos del motor son muy débiles).

Distintos clips y pinzas para pruebas electrónicasClips y pinzaas

¿Por qué está resultando difícil construir robots para convivir y trabajar con nosotros en la vida real?

Hacer robots no es tarea fácil. Si usted habla con expertos en robótica, le dirán que les llevó años lograr que el último robot que construyeron o programaron fuese bueno para realizar una tarea específica. Y aunque es posible ver vídeos de hazañas impresionantes de algunos robots, a menudo la realidad es más aleccionadora

¿Recuerdan el video de la caída de los robots en el Desafío de Robots de DARPA?

¿Por qué es tan difícil construir robots? He aquí una recopilación de por qué la robótica aún requiere de años de investigación y desarrollo antes de verlos en nuestra vida cotidiana.

Fuente de alimentación

Se requiere que la mayoría de los robots operen sin estar conectados a una toma de corriente. Esto significa que deben llevar su propia fuente de energía, ya sea un paquete de baterías o un tanque de combustible. Los pequeños aviones no tripulados pueden operar normalmente durante menos de 1 hora, que es también la duración de la batería de la mayoría de los humanoides avanzados tales como el ATLAS de Boston Dynamics de Google. De manera que cuando el robot ha entrado por la puerta y ha dado algunos pasos, ya es el momento de una recarga de energía.

Se están haciendo progresos, y el impulso para lograr que las baterías permitan que los ordenadores portátiles y los teléfonos móviles funcionen durante días también está impulsando el aumento del tiempo de funcionamiento de los robots. Un ejemplo es el propio robot ATLAS, que estaba atado a cables hace apenas un año y ahora posee su propio conjunto de baterías. El principal desafío es que el movimiento del robot es a menudo el mayor consumidor de baterías. La mayoría de los drones utilizarán la mayor parte de su energía de encender sus hélices propulsoras en lugar de computar, realizar detecciones y comunicarse, todo al mismo tiempo. Se le puede aportar más potencia a un robot con baterías más grandes, pero esto también hará que sea más pesado, por lo que a su vez requerirá más energía para mover el robot. La realidad es que a menudo los robots son dependientes de una estación de carga.

Más allá de la energía, también existe un verdadero desafío: la eficiencia. Por ejemplo, los músculos humanos son capaces de ejercer una fuerza impresionante, sin embargo, muchos robots manipuladores no tienen fuerza para llevar cargas pesadas.

“Los músculos biológicos siguen siendo un orden de magnitud (x10)
más livianos y pequeños para generar la misma fuerza que los
motores de un robot”. – Herman Bruyninckx

Elementos de senseo

¿Se ha preguntado por qué la mayoría de las demostraciones muestran robots manipulando objetos con colores brillantes o que poseen un código QR?

Los robots aún tienen dificultades para reconocer los objetos cotidianos. Y a pesar de que los algoritmos de aprendizaje automático han demostrado ser eficaces en las computadoras, lo que les permite etiquetar las imágenes con frases tales como “gato negro en una silla blanca”, los robots también requieren saber para qué se utilizan los objetos, y cómo se debe hacer para interactuar con ellos. Una camisa fucsia, una camisa a rayas, o un par de pantalones se verán con un aspecto muy diferente para un robot plegador de ropa, y requerirían una secuencia diferente de movimientos. Y a pesar de que resulta útil utilizar cámaras, el procesamiento de imágenes es todavía una tarea muy intensa.

Los sensores como el Kinect de Microsoft y los Laser Rangefinders han permitido que los robots conformen mapas 3D de su entorno. Con las nubes de puntos resultantes, pueden detectar obstáculos, construir mapas y saber dónde se encuentran dentro de esos entornos. Inferir el significado de la escena, sin embargo, es un paso más allá. Fuera del video, el tacto y el sonido aún se utilizan poco en los sistemas robóticos. Afortunadamente, los robots tienen acceso a una cantidad de sentidos dedicados que no son como los de los humanos, y resultan más adecuados para tareas específicas. Entre ellos está los acelerómetros, sensores de temperatura o de gas, y los GPS.

Manipulación

Los robots industriales son muy exitosos en la manipulación de objetos predefinidos y específicos de manera repetitiva. Uno de los mayores desafíos en la robótica es lograr la manipulación fuera de estos entornos restringidos. Hay una razón por la que los robots comerciales más exitosos para el entorno del hogar, incluyendo los robots de telepresencia, las aspiradoras y los robots personales no están construidos para recoger objetos. Amazon resolvió este problema en su área de almacenaje creando equipos de humanos junto a robots para cumplir con los pedidos. Los robots se mueven por los estantes y los trabajadores son los responsables de recoger los objetos de los estantes y colocarlos en cajas. Recién el año pasado, Amazon corrió un “desafío de manipuleo” en ICRA para ayudar a avanzar en el estado del desarrollo. El concurso fue ganado por el equipo RBO de Berlín. La competencia Rockin en Europa también se centra en la manipulación en entornos domésticos y de trabajo.

Empresas como Shadow Robot están tratando de lograr el control motriz delicado que nos permite interactuar con los objetos de uso cotidiano en una mano robótica. El uso de estos manipuladores a menudo requiere una planificación precisa. A menudo, una solución alternativa fue utilizar manipuladores probados del sector industrial o robots con manipuladores cada vez más blandos que se ajusten a las diferentes formas de los objetos.

Cognición

Los robots actuales suelen utilizar algoritmos bien determinados que les permiten realizar tareas específicas, por ejemplo la navegación desde el punto A al punto B, o mover un objeto en una cadena de montaje. El diseño de robots colaborativos para las empresas, o de robots para el hogar, requerirá que éstos entiendan cada vez mejor los nuevos entornos y aprendan en el trabajo. Lo que parece una tarea simple para nosotros, podría convertirse en un ejercicio cognitivo complejo para un robot. Los proyectos como el iCub han avanzado en esta dirección, con el objetivo de alcanzar los niveles cognitivos de un niño de 2,5 años.

El aprendizaje profundo también está aportando nuevos rumbos. Un equipo de la Universidad de Zurich y IDSIA mostró recientemente drones que están aprendiendo a volar a través de senderos en un bosque utilizando redes neuronales profundas (Deep Neural Networks).

Cualquiera que sea el aprendizaje que se integre en el robot, es importante darse cuenta de que todavía estamos lejos de algo que se asemeje a la inteligencia o el entendimiento humano. La navegación por un recorrido forestal manipula con intensidad, principalmente, datos de un montón de imágenes de senderos forestales, y en respuesta ejecuta los comandos correctos en los motores. Esto está más cerca del aprendizaje de un humano para equilibrar un palo en forma vertical en la palma de su mano a través de la práctica, en lugar del desarrollo de una comprensión real de las leyes de la física.

Entornos no estructurados

El mundo es un lugar desordenado para la mayoría de los robots, por lo que operar en entornos no estructurados les es difícil. Es por eso que los robots comerciales han tenido más éxito en las fábricas, en los pisos de almacenes o en carreteras, al aire libre y bajo el agua. Por otro lado, hay muy pocos robots que operan de forma autónoma en el entorno del hogar, los distintos robots aspiradora. La Dyson 360 Eye requirió más de 100.000 horas de tiempo de producción y 16 años de desarrollo antes de que la compañía estuviese convencida de que iba a hacer un buen trabajo al navegar por una habitación. Sus ensayos mostraron que los niños a veces bailan delante de su robot o juegan con él, adjuntando pequeñas orejas de cartón delante de su cámara, o la cubren por completo. No es necesario remarcar que cada casa es única.

Integración

El truco para comprender la integración es pensar como un robot. ¿Qué se necesita para que un nuevo robot lleve un vaso de agua a un paciente de edad avanzada en una casa? En primer lugar el robot tendría que tener un mapa de la casa, tal vez construirlo desde cero mediante la navegación a través de los pasillos y habitaciones. Sería entonces necesario comprender la indicación de la persona de que le alcance el agua, para lo que podría utilizar el reconocimiento de voz. El robot entonces utilizaría su mapa para planificar una trayectoria a la cocina, evitando los obstáculos, en una constante actualización de su estimación de dónde es que se mueve. Una vez frente al armario, el robot tendría que abrir el armario, buscar un vaso transparente, y recogerlo. El robot giraría hacia el fregadero, abriría el grifo de agua usando las habilidades motoras finas, colocaría el vaso debajo del chorro de agua hasta que el vaso esté lleno, e iría hacia la persona sin derramar agua. A continuación, debería poner suavemente el vaso sobre una mesa. Esta tarea requiere un hardware seguro, un conjunto de sensores impresionante y algoritmos complejos que actualmente sólo existen como piezas independientes, en todo caso. La integración de todos estos componentes en un solo robot es muy difícil, y eso es sólo para una tarea: ir a buscar un vaso de agua.

Acerca de la integración, John Hallam de la Universidad del Sur de Dinamarca dice
“Usted está construyendo un robot -está haciendo la ingeniería de un sistema- y con
demasiada frecuencia la gente se centra en la fabricación del dispositivo.
Al hacer esto se olvidan de importantes posibilidades”.

Marco legal y la percepción pública

Nuevas empresas están construyendo cada vez más robots que tienen el potencial de ser perjudiciales porque sólo resuelven bien problemas específicos. Los drones y los autos autónomos son un buen ejemplo de esto. El desafío para estas nuevas empresas es que la regulación aún no está definida como para permitir que sus productos se comercialicen.

Andrea Bertolini de la Scuola Superiore Sant’Anna en Italia dice que hay “demasiada litigios y muy poca regulación ex ante”, lo cual significa que nuevas empresas pueden terminar tomando riesgos legales innecesarios, que podrían evitarse si ya hubiese una mejor regulación establecida para apoyar la innovación avanzada.





Y en un mundo donde la seguridad y la expectativa del cliente son de suma importancia humana, la búsqueda de las normas adecuadas para hacer que los robots se vuelvan realidad ha sido un esfuerzo continuo en la comunidad.

Por último, la tergiversación en el público acerca de lo que pueden hacer los robots aumenta la preocupación de este público. Esto conlleva el peligro de que los reguladores puedan reaccionar ante la opinión pública a causa de la falta de una información equilibrada. Las preocupaciones del público deben ser discutidas y se debe promover un uso responsable de los robots, de manera que la política se centre en lo que necesita la comunidad.

Sigue siendo difícil hacer un robot

La robótica está avanzando en el desarrollo de tecnologías y soluciones para tareas específicas. Después de años de desarrollo en laboratorios de investigación, los robots están empezando a encontrar un camino hacia el mercado de consumo. Sin embargo, todavía estamos muy lejos del robot Rosie (la mucama robot de Los Supersónicos, o “Jetsons” en su original en inglés). Hacer una Rosie requeriría profundos avances en fuentes de alimentación, detección, manipulación, cognición y la unión mágica de todo esto: la integración.

Información adicional:
Desafío de robots de DARPA
Robots Atlas de Boston Dynamics
Robot ATLAS ahora con baterías
Robot Dyson 360 Eye
Artículo original

La nueva revolución china: de la mano de obra barata a la mano de obra robótica

Robótica

La nueva revolución china: de la mano de obra barata a la mano de obra robótica

Los sueldos han aumentado y ya no son competitivos a nivel global. El país está haciendo grandes inversiones para sustituir a millones de trabajadores por robots, pero ¿qué será de ellos?

Dentro de una gran sala sin ventanas en una fábrica de electrónica al sur de Shanghái (China), unos 15 trabajadores contemplan un pequeño brazo robótico con frustración. Cerca del final de la línea de producción, donde unos equipos ópticos de red están siendo introducidos en cajas para su envío, el robot permanece inmóvil.

“El sistema se ha caído”, explica la responsable del control de calidad, Nie Juan, una mujer de veintipocos años. Su equipo lleva probando el robot durante la última semana. La máquina está encargada de colocar pegatinas en las cajas que contienen enrutadores nuevos, y parecía haber dominado la tarea bastante bien. Pero entonces dejó de funcionar de repente. “El robot sí ahorra mano de obra, pero resulta difícil de mantener”, me cuenta Nie con el ceño fruncido.

Esta complicación refleja el gran reto tecnológico al que se enfrentan actualmente los fabricantes chinos. Los sueldos en Shanghái han aumentado en más del doble durante los últimos siete años. Así que la empresa propietaria de la fábrica, Cambridge Industries Group (CIG), se enfrenta a una feroz competencia por parte de unas operaciones cada vez más tecnológicamente avanzadas en Alemania, Japón y Estados Unidos. Para abordar ambos problemas, CIG quiere reemplazar dos terceras partes de su plantilla con máquinas este año. Dentro de un par de años más, quiere que la operación se ejecute de forma prácticamente automatizada. De lograrlo, CIG conseguiría crear lo que se define como una “fábrica oscura” o “de luces apagadas”. La idea es que con tan pocas personas presentes, se podrían apagar las luces y dejar las máquinas trabajar a sus anchas.

Pero como sugiere el inactivo brazo robótico de la línea de embalaje de CIG, reemplazar humanos con máquinas no es tarea fácil. La mayoría de los robots industriales requieren programación en detalle, y solo realizarán una tarea correctamente si las cosas están perfectamente posicionadas. Gran parte de los trabajos que se realizan en fábricas chinas requieren destreza manual, flexibilidad y sentido común. Si una caja baja por la línea en un ángulo raro, por ejemplo, un trabajador tendrá que ajustar la posición de su mano antes de pegar la etiqueta. Varias horas después, al mismo trabajador se le podría encargar fijar una etiqueta distinta en otro tipo de caja. Y el día siguiente podría ser trasladado a otra parte de la línea de producción.

A pesar de estos enormes retos, innumerables fabricantes de China planean transformar sus procesos de producción con el uso de la robótica y la automatización a una escala sin precedentes. De algún modo, en realidad no tienen otra opción. La mano de obra humana en China ya no es tan barata como lo fue antaño, especialmente en comparación con la de los centros de fabricación de crecimiento rápido rivales en Asia. En Vietnam, Tailandia e Indonesia, los salarios de las fábricas pueden representar menos de la tercera parte de lo que son en los centros urbanos de China. Muchos fabricantes y funcionarios del Gobierno creen que una solución consistiría en reemplazar los trabajadores humanos con máquinas.


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El CEO de CIG, Gerald Wong, está desarrollando una fábrica de electrónica automatizada. Crédito: Daniele Mattioli.

Los resultados de este esfuerzo se sentirán a escala global. Casi la cuarta parte de los productos del mundo se fabrica en China. Si el país logra emplear robots y otras tecnologías avanzadas para reorganizar unos tipos de producción jamás automatizados con anterioridad, eso podría convertir el país, ahora la planta explotadora del mundo, en un centro de innovación tecnológica. Está menos claro, sin embargo, cómo afectaría esto a los millones de trabajadores reclutados por sus fábricas en auge.

Pero durante mi visita a la planta de CIG todavía había un buen número de trabajadores humanos. La recorrí junto a su CEO, Gerald Wong, un hombre compacto que obtuvo varios títulos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU) durante la década de 1980. Observamos a un equipo de personas que realizaban delicados trabajos de soldadura en circuitos impresos, y otro grupo que introducía estos circuitos impresos en carcasas de plástico. Wong se paró para demostrar una tarea que les está resultando especialmente complicada de automatizar: la introducción de un cable flexible en los circuitos impresos. “Siempre se enroscan de manera distinta”, explica con irritación.

Pero la fábrica de Wong sí está empezando a aplicar algunos impresionantes ejemplos de automatización. Mientras pasamos por una fila de máquinas que incrusta chips en circuitos impresos, un robot sobre ruedas aproximadamente del tamaño de una mininevera pasó por nuestro lado portando componentes en dirección contraria. Wong se puso delante de la máquina para demostrar cómo le detecta y se para.

En otra parte de la fábrica observamos un brazo robótico recogiendo circuitos impresos de una cinta transportadora y colocándolos dentro de una máquina que comprueba su software automáticamente. Wong explica que su empresa está probando un robot que realiza el trabajo de soldadura que observamos antes de forma más rápida y fiable que un humano.

Después de terminar la visita dijo: “Está muy claro en China: la gente se meterá en la automatización o se verá obligada a abandonar la fabricación“.

Automatizarse o morir

El milagro económico de China es directamente atribuible a su industria de fabricación. Aproximadamente 100 millones de personas trabajan en la fabricación en China (en Estados Unidos esta cifra ronda los 12 millones), y el sector representa casi el 36% de su PIB. Durante las últimas dos décadas, se han forjado imperios de fabricación en torno al delta del río Yangtze, la bahía Bohai (a las afueras de Pekín) y el delta del río de las Perlas al sur. Millones de trabajadores migratorios poco cualificados encontraron trabajo en fábricas gigantes produciendo un abanico inimaginable de productos, desde calcetines hasta servidores. China sólo representaba el 3% de la producción global de fabricación en 1990. Hoy, produce casi el 25%, incluido el 80% de todos los equipos de aire acondicionado, el 71% de todos los móviles y el 63% de todos los zapatos del mundo. Para los consumidores de todo el planeta, este auge de fabricación ha generado muchos productos de bajo coste, desde asequibles iPhones hasta televisores de pantalla plana.

En años recientes, sin embargo, el motor de fabricación chino ha empezado a calarse. Los salarios han aumentado al demoledor ritmo del 12% al año de media desde 2001. Las exportaciones chinas se redujeron el año pasado por primera vez desde la crisis financiera de 2009. Y hacia finales de 2015, el Índice para Gerentes de Compras Caixin, un indicador de uso generalizado para la actividad de fabricación, demostró que el sector se había contraído por décimo mes consecutivo. Al igual que el auge de fabricación de China alimentó la economía global, la perspectiva de su declive ya ha empezado a inquietar a los mercados financieros de todo el mundo.

Dentro de poco, CIG planea disponer de una fábrica mayoritariamente automatizada, un concepto conocido como “fábrica oscura” o “fabricas de luces apagadas”.

La automatización parece ofrecer una solución tecnológica atractiva. China ya importa gran cantidad de robots industriales, pero el país está muy rezagado frente a sus rivales en cuanto al ratio de robots frente a trabajadores humanos. En Corea del Sur, por ejemplo, hay 478 robots por cada 10.000 trabajadores; en Japón esta cifra es de 315; en Alemania, 292; en Estados Unidos, 164. En China ese número es un pobre 36.

El Gobierno chino está ansioso por cambiar esto. El 16 de marzo, las autoridades aprobaron el próximo Plan a Cinco Años para la economía, del que se dice que incluye una iniciativa que pondrá miles de millones de yuanes a disposición de los fabricantes para mejorar sus tecnologías, incluidos robots y máquinas avanzadas. El Gobierno también tiene planes de crear docenas de centros de innovación por todo el país para servir de escaparate para las tecnologías avanzadas de fabricación. Algunas autoridades regionales han sido especialmente osadas. El año pasado el Gobierno de Guangdong, una provincia que aloja muchas grandes operaciones de fabricación, se comprometió a invertir 150.000 millones de dólares (unos 133.300 millones de euros) en equipar las fábricas con robots industriales y crear dos centros nuevos dedicados a la automatización avanzada.

El objetivo es superar a Alemania, Japón y Estados Unidos en términos de la sofisticación de la fabricación para 2049, el centenario de la República Popular de China. Para que esto suceda, el Gobierno necesita que los fabricantes chinos adopten millones de robots. También quiere que las empresas chinas empiecen a producir una cantidad mayor de estos robots. Se espera que esto genere un ciclo de retroalimentación que ayude a dar a luz a una nueva industria tecnológica inspirando innovaciones que puedan extenderse desde la fabricación a otros sectores y productos.

Introducir multitud de trabajadores robóticos, sin embargo, no es algo que pueda lograrse de la noche a la mañana. Así lo ha demostrado Foxconn, un fabricante taiwanés de 130.000 millones de dólares (unos 116.000 millones de euros) famoso por emplear a cientos de miles de trabajadores en fábricas del tamaño de una ciudad y por fabricar, entre otros productos, los iPhones de Apple. En 2011, el fundador y CEO de Foxconn, Terry Gou, dijo que esperaba disponer de un millón de robots en las fábricas de su empresa para 2014. Tres años más tarde, el esfuerzo se había demostrado más difícil de lo anticipado, y tan sólo se habían desplegado varias decenas de miles de robots.

A pesar de los retos, el director gerente del Comité de Desarrollo de la Automatización Tecnológica de Foxconn, Day Chia-peng, afirma que la empresa está automatizando un número creciente de tareas en sus líneas de producción. Estas incluyen la fabricación de pantallas y circuitos impresos, aunque los procesos que incluyan doblar los componentes o encajarlos a presión todavía presentan muchos retos. La empresa hasta explora maneras de rediseñar los propios productos para facilitar la fabricación automatizada. Y recientemente ha afirmado que venderá algunos de los robots que ha desarrollado a otros fabricantes.

La transición hacia trabajadores robóticos puede que revolucione la sociedad china, dado que una gran parte de su población se dedica a la fabricación.

La transición hacia trabajadores robóticos puede que revolucione la sociedad china. Algunos trabajadores desplazados podrían encontrar trabajo en el sector de servicios, pero no todos los 100 millones de trabajadores que ahora trabajan en fábricas encontrarán una buena afinidad con tales trabajos. Así que un cambio repentino hacia los robots y la automatización podría provocar dificultades económicas y malestar social. “Se puede argumentar que la tecnología robótica es la manera de salvar la fabricación en China”, afirma el profesor de la Escuela Sloan de Negocios del MIT, Yasheng Huang. Aunque el experto advierte: “Pero China también dispone de una enorme fuerza laboral. ¿Qué será de ella?”

Robots bailones

Varios días antes de visitar CIG, acudí al primer evento chino de robótica, la Conferencia Mundial de Robótica, celebrada dentro de una enorme sala de exhibiciones del Parque Olímpico de Pekín. La ciudad estaba experimentando una inesperada ola de frío, y la producción de electricidad para cumplir con sus necesidades energéticas había generado una contaminación atmosférica procedente de las cercanas plantas a carbón que abrasaba los pulmones. Pero ni la nieve ni la niebla tóxica lograron disuadir a los cientos de investigadores y empresas y miles de asistentes de acudir al evento.

Primero se celebró una teatral ceremonia de apertura, durante la cual una enorme pared de vídeo mostró las innovaciones alcanzadas en la historia de China mezcladas, de forma algo extraña, con videoclips de robots de películas de ciencia ficción. La lista de invitados incluía a varios líderes políticos importantes. El vicepresidente de China, Li Yuanchao, leyó mensajes de felicitaciones del presidente, Xi Jinping, y del primer ministro, Li Kequiang. El vicepresidente dijo que las inversiones en investigaciones robóticas no sólo alimentarían la industria de fabricación del país, sino también fomentarían un mayor nivel de innovación nacional.


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Un trabajador de CIG inspecciona una máquina diseñada para montar circuitos impresos. Crédito: Daniele Mattioli.

Después de varias ponencias, paseé por interminables demostraciones de empresas de robótica e institutos de investigación. Pude observar un enorme robot industrial con un apéndice con forma de horquilla que realizaba algún tipo de trabajo rutinario de fábrica a un ritmo frenético. Otras demostraciones fueron más caprichosas, como una pequeña máquina industrial que realizaba una cautivante interpretación de un tradicional baile de dragón chino (con el traje típico puesto)  y un robot móvil equipado con dos raquetas que jugaba al bádminton con unos emocionados asistentes. Un robot humanoide con ojos parpadeantes portaba una pequeña aspiradora en una bandeja.

También se pudo entender la ambición de China a la hora de intentar reemplazar trabajadores humanos en sus fábricas. HIT Robot Group, una empresa afiliada con una de las universidades tecnológicas más destacadas del país, el Instituto Harbin de Tecnología, había desarrollado un prototipo de línea de producción de baterías que se estructuraba en forma de un único robot gigante. Los vehículos robóticos transportaban componentes entre varias máquinas de fabricación. Los únicos sitios para los humanos eran dentro de una sala de control en el centro y en una línea de producción donde se realizaban trabajos manuales especialmente finos. Después aprendí que HIT calcula que la nueva fábrica podría reducir las labores humanas en hasta un 85%.

Pero también era evidente que como país con un historial interminable de mano de obra barata, China se ha quedado rezagada frente a la revolución robótica. Rethink Robotics, una empresa de Boston (EEUU), exhibió un par de máquinas industriales flexibles e inteligentes. A diferencia de los convencionales robots industriales, estos productos, llamados Baxter y Sawyer, requieren muy poca programación, y están equipados con sensores que los permiten reconocer objetos y evitar chocar con la gente. También cuestan entre 20.000 y 30.000 dólares (entre unos 18.000 y 27.000 euros) en lugar de los cientos de miles de dólares que cuestan generalmente los robots industriales. Hablando después del evento, el fundador de Rethink Robotics y pionero de la robótica, Rodney Brooks, dijo que China representa un enorme mercado en potencia para su empresa, que abrió recientemente una sede en Shanghái. También es probable que los fabricantes chinos de robots empiecen a producir unos robots más flexibles e inteligentes. Pero por ahora, sus productos van por detrás de los de los fabricantes occidentales.

Así, Brooks me contó un pequeño juego que su empresa practica cuando acude a una feria comercial en Extremo Oriente: “Miramos los robots industriales de empresas pequeñas y decimos: ‘Este es una copia de este, y eso es un copia de lo otro'”. El experto cree que a las empresas chinas les costará algo de tiempo recuperar terreno perdido.

Reinventado en China

Para comprobar en primera persona todo lo que les queda por hacer a los investigadores chinos, visité la Universidad Jiao Tong de Shanghái, una de las instituciones más prestigiosas del país y el hogar del laboratorio de robótica académico más antiguo de China, fundado en 1979. Me encontré en un frondoso y extenso campus en las afueras de Shanghái, rodeado por estudiantes montados sobre unas chirriantes bicicletas. Allí encontré un moderno edificio que alojaba el laboratorio de robótica.

Zhu Ziangyang, un profesor de cuarenta y muchos años con gafas de montura fina y un chaleco de forro polar, me dio la bienvenida a su despacho con un té y una sonrisa incontenible. El laboratorio dispone de varias docenas de profesores y científicos de investigación y más de 100 estudiantes de postgrado y doctorado, y Zhu se siente justificadamente orgulloso de sus investigaciones. En una sala había una silla de ruedas que controlaba con el cerebro y operaba mediante una gorra de electroencefalograma que llevaba un alumno de postgrado. Un vídeo mostraba una cucaracha cíborg equipada con un implante inalámbrico que se conectaba a su sistema nervioso periférico, lo que permitía controlar los movimientos de la criatura desde un ordenador. En otra sala, un investigador demostró unos robots de cuerpo blando, a modo de serpiente, capaces de estirarse y arrastrarse por espacios estrechos. Dentro de un garaje, un prototipo de coche autónomo, no muy distinto a los de Google, está siendo desarrollado en colaboración con un fabricante automovilístico chino llamado Chery.


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Investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghái están desarrollando robots humanoides y andantes. Crédito: Daniele Mattioli.

A pesar de los impresionantes proyectos de investigación de la Universidad de Jiao Tong, seguía preguntándome cómo cumplirá China con sus ambiciones de fabricación. Kai Yu es el fundador de una start-up llamada Horizon Robotics y anteriormente fue el director de un laboratorio de investigación centrado en la inteligencia artificial (IA) de Baidu, la empresa de internet dominante en China. Dentro del laboratorio de Baidu, Yu y sus compañeros se centran en un campo de la IA llamado aprendizaje profundo, que implica el entrenamiento de grandes redes neuronales simuladas para reconocer patrones dentro de los datos. Los investigadores ahora empiezan a explorar cómo el aprendizaje de máquinas podría hacer que la próxima generación de robots industriales sea aún más inteligente y flexible. Yu me contó: “En el futuro, lo que yo veo es a China siendo más creativa [en la robótica]. Diseños originales, ideas originales, pero también algunas de las tecnologías fundamentales, como el aprendizaje profundo, redes neuronales y la inteligencia artificial“.

Yu cree que las técnicas de IA desarrolladas por las grandes empresas chinas de internet para búsquedas, comercio electrónico y otros propósitos podrían aplicarse a los robots. El experto se defendió: “China tiene una muy buena oportunidad para ponerse al día. Las técnicas que han aprendido durante los últimos cinco años pueden ser aplicadas al desarrollo de máquinas inteligentes”.

Necesitamos introducirnos cada vez más en la robótica avanzada. Eso podrá ayudarnos a lograr una fábrica oscura.

Cuando visité después la fábrica de CIG, no resultó demasiado difícil imaginar cómo tales avances podrían empezar a alimentar los esfuerzos de Wong por automatizar sus operaciones. Para empezar, un robot capaz de aprender y adaptarse no debería confundirse ante una caja mal alineada que necesite una etiqueta.

Después de la visita, Wong me enseñó una presentación de PowerPoint que explicaba el plan de la empresa durante los próximos años, y después la conversación se tornó a la robótica inteligente. El responsable detalló: “Emplearemos unos robots básicos, y luego pasaremos a otros más avanzados. Necesitamos introducirnos cada vez más en la robótica avanzada. Eso podrá ayudarnos a lograr una fábrica oscura“.

Dada la imperativa económica, la determinación del Gobierno y la creciente sofisticación tecnológica del país, parece muy probable que las empresas de fabricación del país se automaticen con éxito y China se convierta en un líder de las tecnologías de automatización avanzada.

Y aun así, resulta extraño imaginar los cambios venideros para los trabajadores chinos de la fabricación. En un momento de nuestra visita, habíamos pasado por un grupo de 20 personas disfrutando de su descanso de tarde. Todos parecían dormir, con sus cabezas apoyadas sobre los brazos cruzados y colocados delante de ellos. Para nada es algo que necesitaría hacer un robot. Pero no pude evitar preguntarme qué les pasará a esos trabajadores cuando los robots se hayan hecho con sus trabajos. Wong dice que probablemente vuelvan a sus pueblos natales y encuentren trabajo allí, en una granja o tal vez en una tienda o un restaurante. Puede ser, pero para algunos no resultará tan sencillo.

Una semana después de volver de China, recibí un correo electrónico de Wong con más detalles sobre sus planes, junto con una promesa característicamente atrevida. Wong escribió: “Mantengamos el contacto. Haremos realidad la fábrica oscura”.

FlexShapeGripper: el agarre de la lengua de un camaleón

Un tema importante en automación es recoger, sostener y colocar en su lugar objetos. Los sistemas de agarre siempre han jugado un papel clave en la producción. La empresa Festo, así como otras en este mercado, están todo el tiempo a la búsqueda de nuevos métodos de agarre y soluciones innovadoras que aporten soluciones a los sistemas de producción en las fábricas futuras

Cada vez más la naturaleza es fuente de inspiración de nuevos conocimientos y tecnologías del futuro. Es por eso que Festo creó Bionic Learning Network, una alianza con universidades, institutos y empresas de desarrollo para estudiar un rango de diferentes mecanismos de agarre, en muchas ocasiones utilizando como modelo la biología.

Recoger y ubicar en su lugar todo tipo de formas

En colaboración con los Colegios de Ciencias Aplicadas de la Universidad de Oslo y de Akershus, Festo presenta ahora una pinza cuyo principio de funcionamiento deriva de la lengua de un camaleón. La FlexShapeGripper puede recoger, reunir y colocar en su lugar varios objetos de la más amplia variedad de formas en un único procedimiento, sin necesidad de una conversión manual. Esto es posible por extremo de silicona lleno de agua, que se envuelve alrededor de los artículos y los agarra de un modo flexible y ajustado.

La naturaleza como modelo

La capacidad inherente de adaptarse a diferentes formas le aporta su nombre a este sistema: FlexShapeGripper, o Pinza de Forma Flexible. En la naturaleza, la combinación única de fuerza y ajuste a la forma que posee la lengua del camaleón se pueden observar cuando éste caza insectos.

Una vez que el camaleón tiene a su presa en la mira, dispara su lengua disparar como una banda elástica. Justo antes de que la punta de la lengua alcance el insecto, se retrae en el medio, mientras que los bordes continuarán moviéndose hacia delante. Esto hace que la lengua se adapte a la forma y el tamaño de las respectivas presas, y que las atrape firmemente. La presa se adhiere a la lengua y el camaleón tira de ella como si se tratase de un hilo de pescar.

Nuevo impulso gracias a la innovación abierta

Entre los objetivos de la Bionic Learning Network (Red de Aprendizaje Biónico) no sólo está aprender de la naturaleza, sin embargo, sino también identificar buenas ideas en sus primeras etapas, y fomentarlas y al mismo tiempo aplicarlas más allá de las fronteras de la empresa. La pinza es un sobresaliente ejemplo de la estrecha colaboración de Festo con universidades internacionales que forman parte de la red.

El estímulo para este proyecto fue un taller sobre el tema de biónica en el Colegio de Ciencias Aplicadas de la universidad de Oslo y Akershus, donde Festo presentó sus actuales líneas de investigación en el Bionic Learning Network. Dos de los estudiantes se inspiraron, en primer lugar por la presentación, y luego por la propia naturaleza: como parte de su tesis de maestría, presentaron el principio de agarre biónico modelado en base a la lengua de un camaleón. Junto con los ingenieros de Festo, los materiales, diseño y componentes neumáticos de la pinza fueron optimizados y el diseño para la FlexShapeGripper se desarrolló aún más.

Configuración técnica de la pinza

La pinza consiste en un cilindro de doble acción, una cámara se llena con aire comprimido mientras que la segundo está permanentemente llena con agua. Esta segunda cámara está equipada con una pieza moldeada de de silicona elástica equivalente a la lengua de camaleón. El volumen de las dos cámaras está diseñado de manera que se compense la deformación de la parte de silicona. El pistón, que separa en forma estanca las dos cámaras una de otra, está fijado a una delgada varilla en el interior del extremo de silicona.

Un agarre ceñido gracias a la recarga

Durante el procedimiento de sujeción, un sistema de manipulación guía la pinza hacia el objeto de modo que toque el artículo con su extremo de silicona. A continuación, se retira el aire de la cámara de presión superior. El pistón se mueve hacia arriba a causa de un soporte de resorte y tira hacia adentro de la pieza de silicona llena de agua. Al mismo tiempo, el sistema de manipuleo lleva la pinza aún más hacia el objeto. Al hacerlo, la cobertura de silicona se envuelve alrededor del objeto a ser agarrado, que puede ser de cualquier forma, resultando en una manera apretada de soporte. La elasticidad de la silicona permite una precisa adaptación a una amplia gama de geometrías. La elevada fricción estática del material genera una buena fuerza de retención.

Ambos mecanismos de agarre y de liberación se activan neumáticamente. No se necesita energía adicional en el proceso de sostener la pieza. La calidad flexible de la compresión con el aire comprimido simplifica la coordinación entre el sistema de sostén y la pinza de manipulación durante la etapa de agarre. La fuerza y la deformación de la parte de silicona se puede ajustar de forma muy precisa con la ayuda de una válvula proporcional. Esto permite que se puedan agarrar varias piezas a la vez en un procedimiento único.

Las características especiales del camaleón

Los camaleones son criaturas fascinantes. Pueden mover sus ojos de forma independiente uno del otro y cambiar su color en función de su estado de ánimo, la temperatura y el ambiente que los rodea. Otra característica especial es su estrategia de caza. Con la única manera en que disparan su lengua, pueden atacar tan rápido como un rayo y traer de vuelta a su presa con toda seguridad.

Un camaleón puede coger todo tipo de insectos, poniendo su lengua sobre la presa, y asegurarla encerrándola. El uso de este principio en la FlexShapeGripper perimite agarrar todo tipo de objetos de forma precisa. Con su extremo de silicona elástica, incluso puede recoger varios objetos en una sola acción de agarre y ubicarlos en un nuevo lugar juntos.

Pinzas en la automatización de hoy

Ya hay una cantidad de pinzas diferentes en las áreas automatizadas de la industria de hoy, y cada una de ellas ha sido desarrollada para una tarea especial. Si cambia la forma de una pieza con la que se trabaja, la correspondiente pinza debe ser reemplazada en la máquina, o debe ser adaptada, lo que requiere un gran esfuerzo. En instalaciones que producen diversos productos, se utilizan con frecuencia sistemas de cambio, equipados con diferentes pinzas.

Requisitos de fábrica del mañana

En la producción del futuro, sin embargo, habrá una necesidad de instalaciones y componentes más flexibles, que deben ajustarse de manera independiente para el producto correspondiente en una línea de producción con el método de “enchufar y producir”. Las pinzas adaptables como la FlexShapeGripper pueden asumir un papel importante en este sentido.

Usos futuros potenciales

En el futuro, la FlexShapeGripper podría ser utilizada en cualquier instalación donde se manejan al mismo tiempo varios objetos con un rango de formas diferentes; por ejemplo en el sector de la robótica de servicios, para tareas de montaje o para manipular piezas pequeñas.

En las plantas flexibles de producción, sería posible manejar todos los tipos de productos en un solo procedimiento, sin tener que cambiar la pinza. El trabajo de selección de frutas y verduras u otros objetos con formas irregulares también es una tarea posible para un pinza universal como la FlexShapeGripper.






Una vez que puesta en funcionamiento, la pinza es capaz de hacer varias tareas. Esta integración funcional es un buen ejemplo de cómo los sistemas y los componentes en sí se pueden adaptar en el futuro a una variedad de escenarios de producción.

El proyecto también muestra cómo Festo aprovecha nuevos hallazgos en la naturaleza para su negocio principal, el de la automatización, y la importancia del intercambio de información interdisciplinario más allá de las fronteras de la empresa.

Fuente: Festo. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información:

Raspberry Pi 2, nueva plaqueta mini-computadora

La nueva plaqueta Raspberry Pi 2 incluye un CPU ARM de 900 MHz Cortex-A7 de cuatro núcleos (~ 6x rendimiento), 1 GB de SDRAM LPDDR2 (2x memoria), total compatibilidad con Raspberry Pi 1. Debido a que tiene un procesador ARMv7, puede correr la gama de distribuciones ARM GNU/Linux, incluyendo Snappy Ubuntu Core, así como Microsoft Windows 10

BCM2836 y Raspberry Pi 2

Nos comenta Eben Upton, fundador de raspberrypi.org, que desde que lanzaron la original Raspberry Pi Modelo B, allá por el 2012, realizaron una enorme cantidad de trabajo de software para sacar lo mejor del procesador BCM2835 de Broadcom y el CPU ARM11 de 700 MHz. “Hemos gastado mucho dinero en la optimización de una amplia variedad de bibliotecas y aplicaciones de código abierto, incluyendo WebKit, LibreOffice, Scratch, Pixman, XBMC/Kodi, libav y PyPy. Al mismo tiempo, el proyecto Raspbian, dirigido por Peter Green y Mike Thompson, nos ha proporcionado una reconstrucción de Debian compatible con ARMv6 con soporte de hardware de punto flotante, y Gordon, Dom y Jonathan [miembros del equipo de desarrollo de Raspberry Pi] han gastado miles de horas de trabajo en el firmware y soporte de la tarjeta para hacer Raspberry Pi la computadora en una plaqueta más estable del mundo. Vale la pena ir y ver una imagen de la vieja tarjeta SD de 2012 para tener una idea de lo lejos que hemos llegado”.

Sin embargo, llega un momento en que ya no hay nada más por hacer para seguir adelante que tener más memoria y un mayor rendimiento de la CPU. “Nuestro desafío era encontrar la manera de conseguirlo sin lanzar a la nada nuestra inversión en la plataforma ni echar a perder todos esos proyectos y tutoriales que se basan en los detalles precisos del hardware de Raspberry Pi. Afortunadamente para nosotros, Broadcom estuvo dispuesto a dar un paso adelante con un nuevo SoC (Sistema en un chip, o System on a Chip en inglés), el BCM2836. Conserva todas las características del BCM2835, pero cambia el ARM11 de 700MHz único con un complejo ARM de cuatro núcleos Cortex-A7 de 900 MHz: todo lo demás se mantiene igual, por lo que no se da una transición dolorosa o una disminución de la estabilidad”.

Una vez que estuvieron seguros de que BCM2836 funcionaba como se esperaba, diseñaron una serie de prototipos hasta llegar a la Raspberry Pi 2 Modelo B, que se acaba de lanzar el lunes (2 de febrero de 2015). Tiene una forma idéntica a la existente Raspberry Pi 1 Modelo B+, pero se las arregla para contener tanto el nuevo BCM2836 y un 1 GB de SDRAM de Micron. Todos los conectores están en el mismo lugar y tienen la misma funcionalidad, y la tarjeta todavía se puede ejecutar conectada a un adaptador de corriente micro-USB de 5V.

Raspberry Pi 2 está disponible para su compra desde los socios del fabricante element14 y RS Components. Su precio de venta es de u$s 35 (el mismo precio que el modelo B+ existente). Se requiere un NOOBS (New Out Of the Box Software) actualizado, la imagen Raspbian, incluyendo el kernel ARMv7 y módulos, que se pueden descargar gratuitamente. Al lanzamiento, se está utilizando el mismo espacio de usuario ARMv6 Raspbian tanto en la Raspberry Pi 1 como en la 2; pero en los próximos meses ellos investigarán si pueden obtener un mayor rendimiento con el Debian ARMv7, o si pueden reemplazar selectivamente una pequeña cantidad de bibliotecas para obtener lo mejor de ambos mundos. Ahora que están usando un núcleo ARMv7, también se puede ejecutar Ubuntu: ya está disponible un Snappy Ubuntu Core y estará disponible un paquete NOOBS en el próximo par de semanas.

Windows 10

Durante los últimos seis meses han estado trabajando estrechamente con Microsoft para producir el próximo Windows 10 para Raspberry Pi 2. Microsoft tendrá mucho más para compartir en los próximos meses. La versión de Windows 10 compatible con Raspberry Pi 2 estará disponible en forma gratuita para los creadores.

Indican que se debe visitar WindowsOnDevices.com para participar en el Programa de Desarrollo de Windows para IoT (Internet of Things, Internet de las Cosas) y recibir actualizaciones a medida que estén disponibles.

Preguntas frecuentes

¿Se descontinuará los Raspberry Pi 1 Modelo B y B+?

No. Tenemos una gran cantidad de clientes industriales que querrán seguir con el Raspberry Pi 1 por el momento. Vamos a seguir construyendo Raspberry Pi 1 Modelo B y el Modelo B+, siempre y cuando haya demanda de ellos. Ambas placas se seguirán vendiendo por u$s 35.

¿Qué pasa con el Modelo A+?

El modelo A+ sigue siendo el Raspberry Pi para iniciarse con un valor de u$s 20. Aunque la nueva plaqueta se llama Raspberry Pi 2 Modelo B, no tenemos planes para introducir una Raspberry Pi 2 Modelo A antes del final de 2015.

¿Qué pasa con el Módulo de Cálculo?

Esperamos introducir un módulo de cálculo basado en el BCM2836 en el mediano plazo, pero por ahora estamos enfocados en el lanzamiento de Raspberry Pi 2 Modelo B.

¿Todavía usa VideoCore?

Sí. VideoCore IV 3d es el único núcleo de gráficos 3d públicamente documentado para SoCs basados en ARM, y queremos mantener Raspberry Pi abierto.

¿De dónde viene la cifra “rendimiento 6x”?

El aumento de velocidad varía entre aplicaciones. Hemos visto pruebas de referencia de la CPU con un único subproceso que acelera por lo menos 1,5 veces, mientras que Sunspider resulta alrededor de 4 veces más rápido, y los códecs de vídeo NEON habilitados para multinúcleo pueden ser más de 20 veces más rápidos. 6x es un número típico para una prueba de comparación de CPU multi-hilo como SysBench.

¿Es esta una versión completa de Windows 10?

Por favor, consulte WindowsOnDevices.com.

Especificaciones Raspberry Pi 2

  • Procesador de cuatro núcleos Broadcom BCM2836 ARM Cortex-A7
  • GPU VideoCore IV doble núcleo con soporte OpenGL ES 2.0, aceleración por hardware OpenVG, 1080p 30 frames, H.264
  • 1 GB LPDDR2 SDRAM
  • Salida de vídeo 1080p
  • Salida vídeo compuesto (PAL / NTSC)
  • Salida de audio estéreo
  • Ethernet 10/100 Base
  • HDMI 1.3 y 1.4
  • Audio compuesto jack 3,5 mm
  • 4 puertos USB 2.0
  • MPI CSI-2
  • Socket MicroSD
  • Conector Serie
  • GPIO 40 pines




Precio y disponibilidad Raspberry Pi 2

RS, uno de los dos distribuidores principales, ya tiene a la venta el nuevo modelo. El precio es idéntico al anterior: 35 dólares, ofreciendo entonces más potencia al mismo precio en esta mini-computadora con base ARM y sistema operativo Linux en formato de placa única.

Fuente: RaspberriPi.com