Como a realidade aumentada e cobots impulsionam a próxima onda da automação?

A tecnologia de realidade aumentada (AR), geralmente incorporada em, óculos ou projeções especiais, sobrepõe dados ou gráficos às imagens do mundo real e usa sensores e câmeras para capturar os movimentos do operador para feedback e controle. Até agora, a principal aplicação do AR tem sido nos jogos. Mas, à medida que essa tecnologia se tornou commoditizada, tem encontrando um novo papel surpreendente na pesquisa de robótica e pode, em breve, ter um grande impacto na automação de fabricação e logística e, eventualmente, até mesmo em robôs domésticos e de serviço. Veja a seguir como a realidade aumentada e cobots têm impulsionado a automação.

Antes de chegarmos nas potencialidades da realidade aumentada na automação, você sabe quais as diferenças entre realidade aumentada e realidade virtual?

Realidade aumentada: é uma maneira de inserir projeções no mundo real, como uma informação complementar a ele. Seus componentes podem interagir com o mundo físico.

Realidade virtual: enquanto isso, a realidade virtual cria um ambiente totalmente novo por meio do computador. Esse universo é independente do mundo real.

A programação robótica tradicional sempre foi feita por meio de códigos de baixo nível, o que é demorado, de custo elevado e requer alto nível de conhecimento de sintaxe. Além disso, nesses casos, os robôs são programados para executar uma única tarefa infinitamente.

No entanto, a criação dos cobots tornou a programação muito mais fácil. A tecnologia dos braços robóticos colaborativos da Universal Robots tornou a programação mais intuitiva e flexível, de modo que o robô pode ser rapidamente reprogramado para novas tarefas. Mas, embora os movimentos do robô sejam precisos e consistentes, eles geralmente não possuem tanta destreza quanto os movimentos humanos.

Com a realidade aumentada um operador humano consegue controlar o robô usando a teleoperação, dando a ele instruções precisas, simplesmente fazendo as tarefas que ele deseja que o robô emule. Essa nova abordagem é ideal para os cobots, afinal, suas configurações de segurança de fábrica permitem que operadores humanos trabalhem diretamente com o braço robótico sem a interferência de gaiolas de segurança ou cercas.

Uma nova startup chamada Embodied Intelligence está apostando na AR como uma forma de apoiar o aprendizado de máquinas. Dessa forma, será possível expandir as habilidades dos robôs. Em um artigo do NY Times, o fundador da Embodied, Pieter Abbeel, explica que o hardware do robô já é ágil o suficiente para imitar o comportamento humano. Então, o desafio agora é criar software para guiar o hardware.

A equipe do Embodied tem usado um cobot UR3 em sua pesquisa com teleoperação. Nela, a realidade aumentada é utilizada para controlar o robô e ajudá-lo a aprender novas habilidades sem a necessidade de programação direta.

Vale destacar ainda que, a teleoperação fornece ao robô muito mais dados de forma mais ágil do que qualquer outro processo. O robô pode aplicar esses dados para imitar, desenvolver e reforçar habilidades, como escolher formas complexas de caixas, executar tarefas inconsistentes, como conectar fios ou cabos, e manipular objetos deformáveis ​​e imprevisíveis. Abbeel destaca: “chegamos a um ponto em que realmente acreditamos que é o momento certo para começar a colocar isso em prática, não necessariamente para um robô doméstico, que precisa lidar com uma enorme quantidade de variações, mas na fabricação e logística.”

A ITAMCO, fabricante de componentes usinados com base em Indiana (EUA), demonstrou em 2017 um aplicativo de realidade aumentada usando um cobot da Universal Robots e um fone de ouvido Microsoft HoloLens, que inclui sensores do Xbox Kinect 360 e é normalmente usado para jogos.

O HoloLens é um computador vestível que projeta informações sobre a realidade das ações do robô e permite que o operador controle o robô usando movimentos manuais. Como o HoloLens tem uma câmera, ele pode gravar imagens da vida real e virtuais para compartilhar com outras pessoas. Por exemplo, um engenheiro ou operador pode demonstrar a configuração de um robô para alguém em outra fábrica ou departamento.

Joel Neidig, Gerente de Desenvolvimento de Negócios e Tecnologia da ITAMCO diz: “Acho que vai trazer muita colaboração entre operadores e engenheiros, mesmo indo para o ponto de uso na fábrica, onde o cobot está sendo usado todo dia. Você pode capturar fluxos de trabalho e o movimento do robô, e as pessoas podem gravar suas configurações e exibir alguns dos modelos virtuais dentro da máquina antes de realmente fabricá-la.”

Usar um ambiente virtual antes da fabricação pode ser especialmente valioso para experimentar a configuração de peças caras ou para planejar peças que ainda não foram fabricadas, essa prática é conhecida como Digital Twin. O sistema de realidade aumentada e cobots pode mostrar ao usuário como a peça será carregada na máquina sem ter as peças reais em mãos. “É muito importante ter mais ferramentas de protótipo como essa em toda a indústria e ser capaz de prototipar e testar seu projeto rapidamente”, explica Neidig. Esse tipo de sistema permitirá que engenheiros, fabricantes e operadores colaborem e façam alterações para que, quando as peças forem para a produção, os processos sejam os mais eficientes possíveis.

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Neidig procurou especificamente por um robô colaborativo para que as pessoas que usassem o sistema de RA pudessem ficar com segurança ao lado do robô enquanto ele está em ação. Além disso, o robô precisava ser leve o suficiente para ser movido facilmente e a facilidade de integração também era fundamental. Neidig diz: “Escolhemos o robô da Universal Robots para este aplicativo porque é uma plataforma aberta. Podemos nos comunicar com scripts Python e soquetes seguros, e ele tem uma boa porta Ethernet que já está configurada. O cobot reúne tudo isso e, por ser intuitivo, é muito fácil de operar. Gostamos dele como um todo.”

A combinação da tecnologia de realidade aumentada e cobots também pode trazer um novo nível de colaboração para a indústria automotiva. A Kubica Corporation, uma empresa de engenharia sediada em Michigan, demonstrou recentemente um programa de montagem de painel de porta de automóvel com RA, um robô UR10 e um sistema de projeção Light Guide Systems.

Carol Choma, Gerente de Operações e Desenvolvimento de Novos Negócios da Kubica, explica o aplicativo: “este é um grande exemplo de um verdadeiro ambiente de trabalho de célula colaborativa, onde o robô UR10 da Universal Robots está trabalhando com o operador em uma célula de montagem para o setor automotivo indústria".

Nesta aplicação, o sistema Light Guide projeta instruções de montagem diretamente no ambiente de trabalho. O operador passa a mão sobre a projeção virtual do “botão iniciar” e observa as direções adicionais conforme o robô inicia seu processo. A projeção destaca as ações do robô e solicita ao operador suas tarefas. Além disso, orienta o processo de montagem adequado, iluminando e codificando com cores o caminho para o operador instalar um chicote de fios com precisão. Enquanto isso, o robô está trabalhando em outra parte da montagem.

O operador pode responder as mensagens de controle de qualidade, como a falta de um pino, e usar os controles virtuais do sistema de projeção para instruir o robô em processos adicionais. Assim que todos os processos forem concluídos, o sistema de projeção tira uma foto da montagem para fins de rastreabilidade.

A pesquisa de AR ainda está em seus estágios iniciais, mas promete expandir o uso de robôs em aplicativos mais complexos, melhorar a qualidade e a consistência e aumentar as oportunidades de colaboração com trabalhadores humanos.

Enquanto isso, a robótica colaborativa já é uma realidade em negócios por todo o mundo. Os cobots da Universal Robots são leves, flexíveis, fáceis de implantar e programar e já podem ser utilizados em uma infinidade de aplicações. Conheça os cases de sucesso da robótica colaborativa abaixo.