Mejorar el "cerebro" de los robots manipuladores: Cuatro tecnologías básicas de inteligencia corporal

I. ¿Qué es la inteligencia incorporada?

La Inteligencia Corporal (IE) se refiere a una forma de inteligencia en la que un cuerpo inteligente interactúa con su entorno en tiempo real a través de su cuerpo físico, realizando así la integración de la percepción, la cognición, la toma de decisiones y la acción. La Inteligencia Corporal está a la vanguardia del campo de la inteligencia artificial, y los sistemas de inteligencia corporal suelen tener la capacidad de percibir, conocer, decidir y actuar. La mayor cualidad de la inteligencia incorporada es que tiene la capacidad de comprender, interactuar y planificar, lo que la hace más eficiente que los robots ordinarios.

Ⅱ. Las cuatro tecnologías básicas de la inteligencia incorporada

1. Percepción multimodal

La percepción multimodal hace referencia al hecho de que un cuerpo inteligente adquiere información multidimensional sobre el entorno externo a través de múltiples sensores (por ejemplo, visuales, auditivos, táctiles, de fuerza, de temperatura, etc.), e integra esta información mediante algoritmos de fusión para realizar una percepción precisa del entorno circundante.

2. Modelización dinámica

La modelización dinámica se refiere a la construcción y actualización en tiempo real del modelo cognitivo del entorno por parte del cuerpo inteligente, incluida la estructura geométrica del entorno, el estado de movimiento de los objetos, las propiedades físicas, etcétera. Mediante la modelización dinámica, el cuerpo inteligente puede comprender con precisión el estado actual del entorno, así como las posibles tendencias de cambio, proporcionando una base para la toma de decisiones y la planificación.

3. Toma de decisiones autónoma

La toma de decisiones autónoma hace referencia al organismo inteligente que selecciona el esquema de comportamiento óptimo mediante determinados algoritmos de toma de decisiones en función de la información ambiental percibida y de sus propios objetivos de tarea.

4. Colaboración en grupo

La colaboración en grupo se refiere al intercambio de información y la colaboración entre múltiples inteligencias para completar conjuntamente tareas complejas. Mediante la colaboración en grupo, las inteligencias pueden compartir información de detección, coordinar acciones y dividir el trabajo, mejorando así la eficiencia y el índice de éxito en la ejecución de tareas.

Ⅲ. Aplicación de las cuatro tecnologías básicas de la inteligencia incorporada a los robots de manipulación

---Un robot de manipulación AiTEN como ejemplo.

La aplicación de las cuatro tecnologías básicas de la inteligencia incorporada -percepción multimodal, modelado dinámico, toma de decisiones autónoma y colaboración en grupo- en el campo de los robots de manipulación ha logrado un avance desde la inteligencia de una sola función a la de toda la escena. El avance inteligente en toda la escena, mejorando significativamente el nivel de automatización logística. La siguiente carretilla elevadora no tripulada AiTEN como ejemplo, el análisis en profundidad sobre el aterrizaje de tecnología específica y casos de la industria.

1. Percepción multimodal

Las carretillas elevadoras no tripuladas de AiTEN adoptan la fusión de LIDAR, cámara de visión y sensores internos para construir una capacidad de detección tridimensional y lograr una supervisión completa del entorno complejo. Por ejemplo, el pequeño robot móvil APe15 integra tecnología de percepción de fusión AI basada en Lidar y visión, que puede responder con precisión a escenas complejas.

Su núcleo incluye:

• Fusión de Lidar y visión:

La combinación de visión y LiDAR se utiliza para lograr un posicionamiento de alta precisión de ±10 mm y la evitación dinámica de obstáculos, y el radar de seguridad de 360° explora el entorno en tiempo real, se combina con algoritmos de aprendizaje profundo para identificar obstáculos dinámicos y admite la navegación de construcción de mapas, la detección de obstáculos y la protección de la punta de la horquilla, con una distancia de exploración segura de hasta 5 metros, lo que mejora significativamente la flexibilidad y la seguridad de las operaciones en espacios estrechos.

• Sensor de identificación de la carga:

Control en tiempo real del peso de la carga y el centro de gravedad mediante tecnología de detección inteligente para evitar la sobrecarga o la inclinación. Combinado con el algoritmo AI para juzgar la fuerza de agarre y la planificación de la trayectoria para evitar daños a la carga.

• Tecnología de detección de zonas 3D:

Mediante la combinación de sensores ultrasónicos y bordes táctiles mecánicos anticolisión, consigue una protección de seguridad tridimensional y mejora significativamente la precisión de la identificación de palés y el posicionamiento en estanterías.  

2. Modelización dinámica

La carretilla elevadora no tripulada AiTEN realiza la integración profunda del entorno físico y la simulación virtual a través de la tecnología de modelado dinámico, que ayuda a la carretilla elevadora no tripulada a responder rápidamente a los cambios del entorno.

• Navegación híbrida: Tecnología de navegación láser de desarrollo propio de AiTEN Robotics combinada con cartografía dinámica, sin necesidad de colocar bandas magnéticas ni puntos de posicionamiento, para apoyar la construcción de mapas y la optimización de trayectorias en escenarios dinámicos, combinada con navegación visual para formar un sistema de posicionamiento híbrido, reduciendo significativamente el coste de despliegue, al tiempo que apoya la planificación flexible de trayectorias.

• Integración de Digital Twin: AiTEN Robotics ha lanzado la solución 'WMS+MES+RCS+Digital Twin', que logra el modelado dinámico y la previsualización de escenarios operativos y optimiza el proceso de almacenamiento mediante el mapeo en tiempo real de la simulación virtual y el equipo físico. Al mismo tiempo, el uso de una amplia base de modelos para impulsar el sistema gemelo digital de generación de escenas mejora la robustez y adaptabilidad del robot a escenarios desconocidos. Por ejemplo, su carretilla elevadora no tripulada AGV previsualiza la trayectoria de manipulación en el entorno virtual y, a continuación, la ajusta con datos reales para reducir el coste de ensayo y error de la escena real.

• Adaptación al entorno en tiempo real: El sistema de programación RDS de AiTEN Robotics admite la evasión dinámica y el ajuste de trayectorias para evitar la congestión de varios vehículos; su sistema WCS consigue un control colaborativo con ascensores, puertas automáticas, brazos robóticos y otros equipos.

La tecnología de modelado dinámico integra en profundidad el entorno físico con la simulación virtual, lo que reduce los costes de ensayo y error y favorece la flexibilidad de los requisitos de producción.

Además, el sistema de control inteligente de los robots de manipulación AiTEN puede supervisar el estado de funcionamiento de los robots en tiempo real, como la velocidad, la potencia, la carga y otra información, y ajustar dinámicamente los parámetros de movimiento de los vehículos en función de estos datos para garantizar el funcionamiento estable de los robots en diferentes condiciones de trabajo, lo que también es una manifestación del modelado dinámico a nivel de control.

‍3. Toma de decisiones autónoma

La capacidad de toma de decisiones autónoma de los robots de manipulación se basa en la optimización en bucle cerrado de los algoritmos de IA y los sistemas de control en tiempo real.Los robots de AiTEN están equipados con avanzados sistemas de control inteligente basados en algoritmos de aprendizaje profundo y aprendizaje por refuerzo, y pueden tomar decisiones de forma autónoma en función de la información ambiental percibida en tiempo real y los requisitos de la tarea, como la planificación de trayectorias, la selección de estrategias para evitar obstáculos, etc. Los robots también son capaces de tomar decisiones de forma autónoma en función de la información ambiental percibida en tiempo real y los requisitos de la tarea. Su sistema inteligente de programación y control autodesarrollado puede lograr una programación y asignación de tareas eficiente de múltiples robots y optimizar la eficiencia operativa de los vehículos. Ante situaciones inesperadas en escenarios logísticos complejos, el vehículo robot de manipulación puede responder rápidamente para ajustar automáticamente la trayectoria de marcha o tomar las medidas correspondientes para evitar obstáculos y garantizar la finalización sin problemas de la tarea. Por ejemplo, AiTEN APe15 está equipado con un algoritmo de programación de IA de desarrollo propio y un sistema de análisis de datos en tiempo real, que pueden optimizar dinámicamente las rutas y las cargas, y ayudar a los clientes a acortar el ciclo de recuperación de costes en un 30%.

• Planificación de trayectorias y evitación de obstáculos: Un algoritmo de inteligencia artificial basado en una red neuronal convolucional (CNN) permite evitar obstáculos de forma dinámica y replanificar la trayectoria, garantizando una precisión milimétrica.

• Toma de decisiones inteligentes de funcionamiento y mantenimiento: análisis del estado de funcionamiento del robot mediante big data de cloud brain, predicción de fallos de los equipos y generación de estrategias de mantenimiento, con una tasa de precisión del 99,2% en el diagnóstico de fallos.

• Procesamiento paralelo multitarea: El robot AiTEN soporta el modo de coexistencia hombre-máquina, que puede ajustar automáticamente la cola de trabajo según la prioridad de la tarea, logrando una conmutación flexible en múltiples escenarios.

La tecnología de toma de decisiones autónoma ha permitido al coche-robot de manipulación lograr un funcionamiento continuo sin intervención humana en escenarios industriales, y la tasa de rendimiento ha aumentado hasta el 99,99%.

 4. Colaboración en grupo

El sistema de programación inteligente RDS, desarrollado por AiTEN Robotics, permite la colaboración eficaz de varios robots de manipulación y otros robots logísticos. Puede supervisar la posición y el estado de los robots en tiempo real, asignar tareas de forma razonable en función de la demanda y coordinar la trayectoria de los robots para evitar colisiones y atascos. En la práctica, varios robots de manipulación AiTEN pueden trabajar juntos a través del sistema de programación para completar tareas logísticas complejas, mejorando la eficiencia y la eficacia operativa general. Por ejemplo, en los almacenes, varios robots pueden trabajar juntos para completar la manipulación de la carga, el apilamiento y otras tareas para lograr la automatización y la inteligencia en la logística.

• Algoritmo de colaboración multimáquina: Desarrollo de un sistema de programación distribuida basado en cloud brain computing, que soporta el envío de cientos de vehículos en el mismo sitio para lograr operaciones colaborativas, logrando la asignación dinámica de tareas y la optimización de recursos a través de RCS (Robot Control System), y logrando una eficiencia de grupo hasta 15 veces superior a la de un equipo artificial.
• Colaboración entre equipos: Acoplamiento sin fisuras con equipos como el almacenamiento en pie y las líneas de producción automatizadas, que admiten la interacción automática con brazos robóticos y líneas transportadoras para formar un sistema logístico inteligente de enlace completo.
• Adaptación global: Gracias a la tecnología de análisis sintáctico de instrucciones en varios idiomas, consigue un acceso normalizado a las redes de almacenamiento transnacionales y favorece la implantación global de los proyectos.

Resumen

La aplicación de las cuatro tecnologías básicas de Body Intelligence en la industria de los robots de manipulación hace que éstos pasen de ser un simple equipo de automatización a la cadena completa de salto inteligente "percepción-decisión-ejecución-colaboración". Con la iteración tecnológica y la mejora ecológica industrial, el robot de manipulación liberará aún más el potencial de eficiencia en la fabricación, el almacenamiento y la logística, y se convertirá en el nodo central de la fábrica inteligente.

Como empresa especializada en soluciones logísticas inteligentes, AiTEN Robotics se centra en entornos de "fábrica inteligente", integrando a fondo la innovación tecnológica con las demandas del sector y brindando servicios integrales a más de 200 clientes de fabricación en todo el mundo. Con una gama completa de robots de manipulación para cubrir diversos escenarios, un sistema de programación inteligente de desarrollo propio para la industria que permite la colaboración eficiente entre múltiples equipos y un sistema de servicio completo durante todo el ciclo de vida, que abarca desde la planificación, el despliegue y la implementación de preventa hasta la optimización de la operación y el mantenimiento, hemos ayudado a las empresas a lograr la transformación inteligente de la logística y a impulsar la digitalización y el desarrollo de la calidad en la industria manufacturera.