Los fundamentos de los robots AMR

Los robots AMR han sido una de las formas de tecnología de automatización más discutidas en los centros de fabricación y distribución. El potencial de tener transporte automatizado es un gran beneficio para ahorrar costos, pero también para combatir la escasez de mano de obra. En esta publicación, repasaremos los conceptos básicos de este tipo de tecnología y lo ayudaremos a comprender qué hace que un robot AMR sea una tecnología tan polarizadora. Pero en primer lugar, ¿realmente necesita un robot AMR?

En primer lugar, ¿realmente necesita un robot AMR?

Cuando se trata de decidir cómo implementar la automatización en sus instalaciones, debe comprender lo que está tratando de lograr. Hay algunos inconvenientes no deseados cuando se trata de implementar un robot móvil autónomo en sus instalaciones. Uno de ellos es la suposición de evitar obstáculos (que cubriremos más adelante en la publicación). Esta idea de evitar obstáculos puede conducir a errores en su operación que no están previstos, uno de los cuales es la eficiencia.

Cuando se trata de administrar una instalación eficiente, garantizar que los transportes de materiales sean confiables es fundamental para la función general de la instalación. Si tienes un medio de transporte que luego elige su camino cada vez que encuentra un obstáculo, provoca un cambio en el plan. Mientras que con otras soluciones de automatización, como el eQart, usted establece la ruta y sabe que no se desviará de esa ruta cada vez. Una ruta A a B solo debe ser una ruta A a B, cada vez.

Otra consideración si necesita un robot AMR o no es el tipo de materiales que está transportando. Si lo necesita para transportar componentes muy pesados, puede ser un poco estresante para sus operadores y empleados saber que un AMR puede salirse de su curso sin ninguna decisión por parte de un elemento humano. Solo este conocimiento de que puede salirse del camino en cualquier momento puede causar cierta tensión en el piso de la instalación. Usar una solución dedicada no tendría este elemento adicional de ansiedad, porque es 100% seguro que no elegirá su camino.

Al comenzar su viaje de automatización, asegúrese de no seguir el mismo camino del mercado y exigir un “robot inteligente”, sino encontrar la mejor solución para su caso de usuario único.

Para ayudar a comprender mejor cuáles son las posibilidades, comenzaremos estableciendo qué es un AMR.

¿Qué es un robot AMR?

AMR significa robot móvil autónomo, y comúnmente se ha abreviado como AMR o AMR Robot. La pieza de tecnología que permite que el AMR se destaque es su tecnología de navegación. Los AMR están equipados con tecnología de navegación avanzada que les permite crear un mapa de toda la instalación y determinar sus rutas a medida que se desplazan. La navegación puede ofrecer ventajas a AMR sobre otras formas de tecnología, pero tiene un alto precio. Es posible que no siempre se recomiende el uso de una tecnología tan avanzada para cada tipo de transporte de materiales y bienes dentro de sus instalaciones; todo se reduce a cada caso.

Sin embargo, esta forma de tecnología de navegación le permite al robot AMR determinar rutas alrededor de obstáculos si estos obstáculos se interponen en el camino de sus rutas existentes. Pero, ¿cómo hacen esto? ¿Cuál es la tecnología detrás de esta forma de navegación?

Sensores robóticos AMR

Para que los AMR naveguen tan bien, necesitan tener sensores muy avanzados instalados en su unidad. Se pueden usar diferentes sensores ambientales, pero lo más común es que se usen escáneres láser o sensores LiDAR. Los escáneres LiDAR funcionan emitiendo pulsos de luz que llegan a diferentes superficies y rebotan la luz de regreso al sensor donde es recibida nuevamente. El sistema de procesamiento a bordo del AMR determinará cuánto tiempo tardó la luz en volver a transmitirse al sensor. Esto permite que los sensores LiDAR mapeen la distancia entre objetos individuales y proporciona información al robot AMR sobre dónde puede y no puede conducir.

Otro método para navegar es la tecnología actualizada de cámaras 3D. Las cámaras 3D funcionan de manera similar a las cámaras estéreo, midiendo la distancia de píxeles de dos imágenes de la misma escena. Sin embargo, una cámara 3D agrega una medida adicional de precaución al emitir un patrón de luz infrarroja. Esto ayuda a la cámara a determinar elementos como una pared pintada de blanco porque una imagen sin mucho contraste dificulta que una cámara estéreo ubique su distancia.

¿Cómo sabe un robot AMR cuánto ha viajado?

Una vez que se han cubierto los sensores y sabemos que el robot AMR no debería toparse con nada y puede navegar en su dirección. El robot también necesita saber cuánto ha viajado dentro de la instalación para poder obtener información precisa sobre sus rutas. Esto se puede hacer de diferentes maneras, como medir la cantidad de tiempo que el motor ha estado en movimiento, y esto puede brindarle una estimación esencial de la distancia que ha viajado el robot. Otro método para hacer esto es usar sensores de movimiento para estimar la posición del robot a lo largo del tiempo. Este método puede ser bastante sensible a los errores, y se necesita una recopilación rápida de datos, una calibración constante de los instrumentos y un procesamiento para que sea lo más preciso posible.

¿Cómo sabe el robot dónde está: localización?

El siguiente paso es asegurarse de que el AMR comprenda dónde se encuentra dentro de sus instalaciones. Porque si no puede localizarse, le será difícil determinar hacia dónde debe navegar o la distancia que ha recorrido. Los robots AMR nunca pueden saber al 100% dónde están, sino que son estimaciones basadas en datos de dónde podría estar. A medida que el AMR recorre las instalaciones, intenta continuamente determinar si los escaneos láser coinciden con el mapa; esto se conoce comúnmente como coincidencia de exploración. Puede haber algunas formas diferentes de realizar la coincidencia de escaneo, como:

• Punto más cercano iterativo (ICP)
• Escanear a escanear
• Escanear a mapa
• mapa a mapa
• basado en características

Después del proceso de coincidencia de escaneo, el robot generalmente sabe que es solo una estimación de dónde podría ubicarse, por lo que crea copias de sí mismo para ver si los escaneos coinciden con el mapa. Luego, el AMR comienza a eliminar las conjeturas que no coinciden con el plan. Luego se promedia cada una de estas estimaciones, y este promedio es lo que el AMR usa como su ubicación. En general, los robots AMR hacen esta estimación 15 veces por segundo. Si un AMR no puede localizarse a sí mismo y los escaneos coinciden, entra en un modo llamado mal localizado.

¿Cómo configura un mapa un robot AMR?

Si piensas en ti mismo saliendo a la calle y tratando de dibujar un mapa de tu entorno, lo más probable es que sea bastante complicado. Necesitará muchos borradores y lo más probable es que necesite cambiar todo el mapa una vez que haya recorrido todos los alrededores. La forma en que un AMR puede mapear su entorno es mediante un método llamado localización y mapeo simultáneos o comúnmente conocido como SLAM. No existe una manera perfecta de hacer esto, y muchos AMR lo hacen en función de los algoritmos que tienen dentro de su software. Algunos métodos para hacer esto son:

• Filtro Kalman extendido
• Intersección de covarianza
• Filtro de partículas
• Gráfico SLAM

¿Cómo saben los AMR que hay un objeto? Detección de objetos

Cuando se trata de encontrar objetos y detección de objetos, los robots AMR utilizan muchas de las herramientas anteriores para encontrar estos objetos. Generalmente, el robot se moverá a la ubicación en el mapa donde se encuentra el objeto. Esto se hace en combinación con las técnicas de mapeo y navegación anteriores. Una vez que se localiza dentro del área del objeto, el AMR necesita ubicar el objeto. Para encontrar el objeto, la mayoría de los AMR usarán escáneres láser para detectar una forma significativa que está programado para detectar.

Estos son algunos de los conceptos básicos para describir cómo funciona un robot AMR. Si bien esta tecnología avanzada parece ser la vanguardia del transporte de materiales, es posible que muchas de estas características no sean necesarias. Con estas características viene un costo adicional en la compra inicial; muchos robots AMR son bastante caros y solo permiten que las instalaciones compren una pequeña cantidad de ellos, si es que tienen alguno. Esto tampoco incluye los costos de implementación ni el costo de tiempo para cada uno de estos robots.

No se puede negar que un robot AMR puede brindar muchos beneficios cuando se implementa para los usos correctos y las aplicaciones correctas. Una vez más, todo se reduce al caso de uso y cómo se debe usar la tecnología. En FlexQube, hemos implementado nuestra propia solución de automatización, eQart. El eQart puede resolver muchos de los casos de transporte de un robot AMR sin el precio. El eQart no incluye algunas de las características de la tecnología de navegación. Sin embargo, si tiene una ruta determinada para el transporte de materiales, entonces el eQart puede ser una mejor opción que un robot AMR. Tener una solución de automatización que pueda resolver un problema en particular o seguir una ruta de bucle estándar o una ruta A a B no necesitaría tener toda la tecnología avanzada que viene con un robot AMR.