Las empresas valencianas de muebles acuden a los robots para formar a los pintores

Guarda en la memoria los movimientos y la experiencia de los maestros artesanos para evitar la pérdida de conocimiento ante la falta de relevo generacional. Así podrán funcionar los nuevos 'técnicos' en los procesos de fabricación de muebles. Un equipo del Instituto de Automática e Informática Industrial (Instituto ai2), el Instituto Tecnológico de Informática (ITI) y del Centro de Investigación en Gestión e Ingeniería de Producción (CIGIP) de la Universitat Politècnica de València acaban de desarrollar un sistema robótico que ayuda a las empresas fabricantes de mobiliario a preservar el conocimiento de sus especialistas en pintura y facilitar la incorporación de nuevos profesionales.

Según los técnicos, se ha diseñado un sistema de programación de robots colaborativos fácil e intuitivo. La solución mejora las condiciones de trabajo de los operarios, reduce la dependencia de conocimientos altamente especializados y contribuye a disminuir los defectos de pintura y los tiempos de proceso.

En busca de 'especialistas'

“El sector del mueble se enfrenta desde hace años a una dificultad creciente para encontrar y retener especialistas en trabajos artesanales como la pintura”, explica Francisco Blanes, investigador principal del proyecto en el Instituto ai2. “Se trata de trabajos que requieren una elevada experiencia y cuyo conocimiento suele adquirirse tras años de práctica, a lo que se suman unas condiciones de trabajo exigentes. Esto dificulta el relevo generacional y limita la capacidad de las empresas para mantener unos elevados estándares de calidad", resalta Blanes.

Según explica este investigador, "el reto de mantener procesos altamente especializados es muy relevante para toda la industria europea, marcada por la escasez de profesionales cualificados y el envejecimiento de la fuerza laboral, con lo que nuestra línea de investigación se ha centrado en aportar soluciones a este problema creciente”.

Realidad virtual

La solución desarrollada está equipada con un sistema de realidad virtual y mixta que permite que el operario pueda teleoperar el robot tanto en un entorno virtual como en el real. En ninguno de los casos el operario requiere de conocimientos previos de programación. Esto es gracias a que la tecnología desarrollada se basa en el principio de Programación por Demostración (programming by demonstration, PbD): la interfaz de interacción con el robot se basa en controladores inalámbricos que traducen los movimientos de las manos humanas en acciones precisas que guían el movimiento del robot. Estos movimientos son almacenados y gestionados por la empresa en forma de librería de aplicaciones. El sistema permite, por tanto, ir más allá y ser aplicado a otro tipo de robots colaborativos que realicen otras tareas industriales complejas.

La tecnología se ha testado en la empresa de mobiliario Andreu World. El entorno de programación y despliegue desarrollado en AI-PRISM permite configurar aplicaciones robóticas como las tareas de pintura de sus productos, hecho que facilita que los robots reproduzcan procesos complejos de una forma segura, precisa y repetitiva. Su utilización contribuye, además, a reducir la exposición de los trabajadores humanos a entornos potencialmente peligrosos, ya que se ha dotado al sistema de la capacidad de medir las condiciones de la cabina de pintura, una especificidad del desarrollo en la que ha participado el ITI.

La UPV también ha contribuido a la implementación de la plataforma de integración, contextualización de información y despliegue de modelos de inteligencia artificial sobre sistemas robóticos, facilitando que las diferentes capacidades desarrolladas en el proyecto puedan combinarse y reutilizarse en nuevas aplicaciones industriales.

Guiar a un robot

“Enseñar a un humano a programar un robot requiere tiempo y no todas las empresas pueden esperar a incorporar dicho conocimiento por la curva de aprendizaje que implica. Pero, por el contrario, la Programación por Demostración permite enseñar tareas a un robot guiándolo físicamente, a lo que desde el Instituto ai2 se la ha añadido la versión virtual mediante un gemelo digital del robot”, comenta María del Mar Plaza Cano, investigadora del proyecto en el Instituto ai2, quien ha participado en el desarrollo del sistema de programación por demostración en el marco de su tesis doctoral.

“Las principales ventajas del sistema son la simplicidad, la rapidez y la facilidad de aprendizaje, ya que no requiere conocimientos avanzados de código ni habilidades de programación. Además, al acelerar la formación de los operarios, se incrementa la calidad del trabajo y la seguridad laboral”, comenta la citada investigadora.

El proyecto AI-PRISM se cerró el pasado 11 de marzo con la revisión de los resultados por parte de la Comisión Europea y visita al laboratorio de Industria 4.0 del Instituto ai2 (UPV) para ver otros pilotos del proyecto. Asimismo, se realizó una demostración del sistema de programación por demostración en las instalaciones de Andreu World, el cual recibió críticas muy positivas por parte de los expertos asistentes. “La inteligencia artificial y la robótica están transformando la industria, pero el verdadero reto no es únicamente desarrollar tecnologías más avanzadas, sino decidir cómo queremos incorporarlas a nuestro trabajo.”, explica Francisco Fraile, coordinador técnico del proyecto y miembro de CIGIP (UPV). El sistema ha sido catalogado por la Comisión Europea, a través de su iniciativa Innovation Radar, como una innovación con un alto grado de madurez tecnológica y preparada para su llegada al mercado (o market ready), ya que responde a necesidades ya existentes en el sector industrial al que va dirigido, lo que refuerza su potencial de transferencia y adopción empresarial.