Robots más inteligentes, pequeños y seguros

La velocidad y la fuerza de los robots, y el hecho de que no se aburran ni sufran lesiones por estrés repetitivo, los convierten en una obviedad para la fabricación. Pero requieren un compromiso. Para integrarlos en una fábrica, hay que colocarlos con precisión (dentro de milímetros), atornillarlos al suelo y cercarlos para mantener a los trabajadores fuera de peligro.

Al menos, eso es lo usado ser obligatorio. «En la fabricación, es difícil mover un robot, pero cada vez es menos difícil», afirma Julie Shah, profesora asociada y directora del Grupo de Robótica Interactiva del MIT. Shah lidera la investigación sobre una nueva generación de robots adaptativos que son más inteligentes, pequeños y seguros. También son más flexibles: pueden aprender nuevas tareas de los trabajadores según sea necesario. Ellos mismos son más eficientes y también hacen que los trabajadores sean más eficientes.

La investigación de Shah sugiere que estos nuevos robots representan el comienzo de un cambio importante en la fabricación, de un proceso en el que las personas trabajan cerca de máquinas automatizadas grandes y peligrosas a uno en el que trabajan junto a las máquinas o incluso con ellas. Los robots adaptables ya están creando nuevas eficiencias para los fabricantes y cambiando la forma en que las empresas construyen las cosas, incluidas las propias fábricas. Y están demostrando ser mucho más colaborativos que sus predecesores, lo que mejora el compromiso y la satisfacción laboral de sus colegas humanos.

Tres formas en que los robots adaptativos mejoran la fabricación

Cortesía de Rethink Robotics

Los robots utilizan la óptica para detectar cuando hay pocos suministros y alertar a los compañeros de trabajo humanos, reducir el tiempo de inactividad.

Los algoritmos les permiten reconocer, recoger y manipular objetos incluso si los objetos están colocados de forma imprecisa, aumentar la eficiencia.

Los sensores evitan que sus brazos golpeen a las personas que están cerca, aumentar la seguridad.

Todo esto ocurre principalmente porque las vallas que rodean a los robots se están derrumbando. Los robots del pasado necesitaban un amplio espacio libre; no sabían cuando había gente cerca y un brazo mecánico que se balanceaba a gran velocidad para agarrar una pieza podía mutilar o matar fácilmente a alguien. Así que las leyes que exigían barreras entre los trabajadores y las máquinas se implementaron en países de todo el mundo. Pero la tecnología de sensores similar a los sistemas de detección de colisiones de los coches nuevos ahora hace que los robots se muevan y trabajen entre las personas con más libertad. Cuando detectan objetos cercanos, responden para evitar colisiones. La tecnología es lo suficientemente sólida como para que los gobiernos eliminen sus mandatos de esgrima.

Otros avances tecnológicos también han ayudado, como mejores actuadores y ópticas y un software más sofisticado. La generación anterior de robots necesitaba colocar las piezas de manera precisa antes de poder recogerlas y hacer su trabajo, pero los robots adaptativos no son tan quisquillosos. Por ejemplo, las cámaras y los algoritmos de reconocimiento de objetos ayudan a los robots a ver las piezas que deben manipular, independientemente de cómo estén colocadas esas piezas. Los brazos y las manos avanzados pueden girar y girar para agarrar objetos y manipularlos hasta colocarlos en la posición adecuada. Los robots también pueden reconocer cuando las bandejas están vacías y avisar a los trabajadores para que las rellenen, esperando pacientemente a que alguien lo haga. Todo esto reduce los cuellos de botella en la línea de montaje y ahorra un tiempo precioso. Es más, a pesar de que los robots son cada vez más inteligentes, sus costes disminuyen.

La pregunta siempre es: ¿Cuál es la mejor solución para ayudar a nuestros empleados?

Paddy Mills HBR habló recientemente con Stefan Bartscher, director de planificación técnica de la

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Shah está estudiando las instalaciones de fabricación que han desplegado robots adaptativos y su investigación sugiere que están surgiendo cuatro beneficios clave:

1. Los robots se han vuelto más seguros y esto hace que la gente esté más contenta con ellos.

En una encuesta, los trabajadores dijeron que se sentían más seguros y cómodos con un robot adaptativo que con un robot estándar y que estaban «más satisfechos con ello como compañeros de equipo».

2. Los robots aceleran las tareas ingratas.

Hacer que un robot adaptativo realizara trabajos sin valor añadido permitió a los empleados entrar un estudio completar las tareas un 25% más rápido que cuando contaban con la ayuda de un robot fijo. Esto es importante, porque este tipo de trabajo suele crear cuellos de botella en las líneas de montaje. Incluso los pocos segundos ahorrados en tareas sin valor añadido pueden acumularse significativamente con el tiempo. Imagine que una fábrica fabrica 20 000 coches al mes, cada uno de los cuales se vende por 30 000 dólares. Si tiene dos turnos de seis horas al día (con tiempo para comer y otros descansos), se trata de unos 27.777 dólares de ingresos ganados o perdidos cada minuto de trabajo del mes, o unos 1,7 millones de dólares por hora.

Si 12 minutos de cada hora se destinan a trabajos sin valor añadido, el ahorro de tiempo del 25% que ofrecen los robots adaptativos reduciría el tiempo de trabajo sin valor añadido a nueve minutos. Los tres minutos ahorrados así se traducirían en unos 83 000 dólares de ingresos potenciales. Eso representa aproximadamente 1 millón de dólares en un día de dos turnos, o 30 millones de dólares al mes.

3. Los robots reducen en gran medida el tiempo de inactividad.

En uno de los estudios de Shah, el cambio de los robots estándar a los adaptables permitió a los trabajadores completar las tareas casi un 6% más rápido, con un 3% menos de tiempo humano inactivo y un 17% menos de tiempo de inactividad del robot. En otro estudio, Shah descubrió que las personas que trabajaban con robots inteligentes que podían anticipar la necesidad de recolectar materiales de construcción pasaban solo 6,5 segundos inactivas, de media, durante una tarea de 10 a 15 minutos, sin trabajar mientras esperaban a que los robots reconocieran que había llegado el momento de recuperar y entregar los materiales necesarios. Las personas que tenían que pedir material a los robots pasaron 44 segundos sin hacer nada.

4. Los trabajadores quieren trabajar con los nuevos robots.

Los robots adaptativos parecen estar cambiando la percepción de las personas sobre el valor y el potencial de las máquinas, hasta el punto de que los trabajadores están dispuestos a cederles la autoridad. En un experimento, Shah descubrió que dar a los humanos más control sobre la asignación de las tareas (poner a las personas al mando) hacía que menos es probable que quiera volver a trabajar con robots e influyó negativamente en la fluidez del equipo o en el desempeño del grupo. En cierto sentido, los trabajadores prefieren tener robots adaptables que asignen las tareas. (Consulte «Cuando su jefe lleva pantalones de metal», HBR, junio de 2015.)

Se obtendrán enormes beneficios cuando los nuevos robots se combinen con los de alto rendimiento.

Están surgiendo otros resultados positivos. Incluso las empresas más pequeñas pueden invertir en robots a medida que baje el precio de adquisición, lo que aumenta las oportunidades de usos innovadores. Como los nuevos robots se pueden mover con más libertad, los espacios de fabricación pueden hacerse más pequeños y flexibles. Y la composición de la fuerza laboral puede cambiar: a medida que los robots asumen más trabajos sin valor añadido, los empleados mayores y con menos movilidad pueden trabajar de forma más eficaz en las fábricas.

Sin embargo, lo que más entusiasma a Shah es la habilidad de los robots adaptativos para aprender de las personas. En concreto, afirma, se obtendrán enormes beneficios cuando las nuevas máquinas se combinen con máquinas de alto rendimiento: «A menudo, en las fábricas, hay actores clave que son buenos en ciertas cosas y, si algo sale mal, son ellos los que pueden reconfigurarse y solucionar el problema rápidamente». Cuando estas empresas de alto rendimiento no están disponibles, se producen costosos cuellos de botella. Es difícil reproducir a un jugador de alto rendimiento en una máquina, porque gran parte de lo que hace que el ser humano sea efectivo proviene del conocimiento acumulado y de la comprensión de cómo funcionan realmente las cosas. Pero si los robots pueden observar a los que tienen un alto rendimiento y adaptar sus técnicas, afirma Shah, pueden ofrecer aún más ventajas. «Cuando empezamos a transferir el conocimiento de un talento de «alto nivel» a un motor de IA, eso es enorme», afirma.

A medida que los robots adaptativos adquieran cada vez más la capacidad de ser entrenados por personas y de programarlos sobre la marcha para hacer lo que sea necesario, su eficiencia y flexibilidad se dispararán. Ya han hecho de la automatización de la fabricación un compromiso menos extremo que antes. En el futuro puede que no sea un compromiso en absoluto.

Acerca de la investigación: «Aprendizaje eficiente de modelos a partir de demostraciones de acción conjunta para tareas colaborativas entre humanos y robots», de S. Nikolaidis, K. Gu, R. Ramakrishnan y J.A. Shah