Cada vez más empresas de logística y carga implementan alternativas tecnológicas para automatizar sus procesos, como el uso de robots, pero para que el trabajo de estos sea eficaz se deben optimizar su rendimiento y autonomía energética. Apoyado en fórmulas algebraicas, un ingeniero electrónico de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) encontró la forma de “entrenar” a un robot para estos menesteres.
En varias aplicaciones robóticas se puede requerir que los movimientos del robot móvil sean autónomos, como por ejemplo en entornos donde el control de la comunicación inalámbrica es deficiente, o se trata de tareas repetitivas y de cobertura –como vigilancia, limpieza, montaje, logística o carga–, en las cuales se puede sustituir la responsabilidad de un supervisor.
Cómo se consigue que el robot de logística sea autónomo
El ingeniero electrónico Mauricio Jaramillo Morales, doctor en Ingeniería y Automatización de la UNAL, explica que “para lograr la autonomía del robot móvil es vital desarrollar una planificación de trayectoria que proporcione el recorrido y la velocidad angular de las ruedas que se necesitan para una tarea particular del robot”.
“Para los robots móviles existen aplicaciones típicas como viajar desde el punto de partida hasta el punto de destino, evitar un obstáculo, hacer tareas de cobertura o mapeo de entornos desconocidos (SLAM, por sus siglas en inglés). La planificación de la trayectoria puede minimizar diferentes variables como el tiempo de viaje, la distancia del camino, el esfuerzo de control o el consumo de energía”.
En ese sentido, el consumo de energía es un tema importante para los robots móviles que transportan una fuente de energía limitada –como las baterías– durante un periodo largo.
“Es necesario tener en cuenta que su alto consumo energético se debe a que estos robots también deben cargar con su propia fuente de energía (baterías), lo que dificulta sus procesos de trabajo”.
El ingeniero electrónico planificó, ejecutó y validó una solución matemática basada en fórmulas algebraicas, la cual, integrada a códigos de programación (software), optimiza la energía en el sistema funcional de un robot móvil.
El robot móvil Nomad Super Scout se utilizó para pruebas experimentales que demostraron que el modelo propuesto es capaz de estimar con precisión el consumo de energía del robot, alcanzando una tasa de éxito del 96,67 % a lo largo de un camino recto, y del 81,25 % en trayectorias curvas.
La combinación del álgebra y la robótica
Para trabajar este proceso experimental fue necesario llevar el modelo al Laboratorio de la Universidad de Coimbra (Portugal), donde el investigador Jaramillo realizó una pasantía doctoral.
“Al presentar las rutas y los comandos modificados al sistema del robot, se agregó peso con tres baterías en una media de 10,2 kilogramos y transporte –de un punto a otro (Payload = carga útil)–, procesos realizados mediante comandos guiados desde una aplicación inalámbrica que envió la orden al sistema del robot”, explica el ingeniero.
Para ello, no solo modificó el código (software), sino que también tuvo que cambiar la estructura física o hardware del robot, al que se le implantó un nuevo microprocesador, “lo cual fue necesario por tratarse de un robot antiguo que no tenía el programa Robotic Operating System (ROS), el cual se requiere para comandar al robot a seguir rutas con transportes de carga”, relata.
En la etapa de validación se usó el perfil trapezoidal, el cual envía al robot señales de aceleración y velocidad constante, además de indicaciones de desaceleración. En dicho proceso se midió la cantidad de energía consumida durante el movimiento de traslado.
Tras obtener resultados óptimos, ahora el ingeniero busca identificar que este modelo matemático también funcione en otros sistemas de robots con la misma funcionalidad de movilidad y carga, como la referencia robótica de carga Turbotlet3.
