La revolución robótica de la industria china

China se está preparando para llevar a cabo una revolución robótica con el fin de automatizar el trabajo que hasta  ahora ha sido realizado por millones de trabajadores con salarios bajos. Estas medidas entran dentro de los planes del gobierno chino de doblar sus ingresos per cápita desde el 2016 al 2020. El éxito de estas medidas podría tener un impacto positivo sobre la economía global.

Li Yuanchao, viceprimer ministro de la República Popular China, trasladó a los asistentes de la Conferencia Mundial de Robótica celebrada el pasado mes de noviembre en Pekín el mensaje de Xi Jinping, el presidente chino, que exponía la prioridad que tendría la robótica para el futuro económico del país.

Robot industrial escribiendo en caractéres chinos en la Conferencia Mundial de Robótica
Fuente: MIT Technology Review

Actualmente China es el mayor productor mundial de casi cualquier cosa, desde ropa hasta productos electrónicos. El sector de la fabricación chino depende casi en exclusiva de mano de obra barata y sin cualificar. Pese a la desaceleración del crecimiento que está sufriendo su economía, los salarios de los trabajadores siguen creciendo. El gobierno chino quiere diversificar su mano de obra y hacer que sus industrias manufactureras sean más avanzadas tecnológicamente. La robótica podría ser la solución a algunos de estos retos. Si se implantaran más robots en las fábricas se aumentaría la eficiencia de las mismas y se podría reducir el número de personal. Por otro lado se requerirá personal de mantenimiento, diseño y construcción de los robots con una mayor formación en conocimientos técnicos.

En el año 2013 China se convirtió en el mayor importador del mundo de robots. Además la Federación Internacional de Robótica estima que en 2018 más de un tercio de los robots industriales a nivel mundial se encuentren en China. El número de robots por trabajador humano en China sigue estando muy por debajo del resto de países más industrialmente avanzados, lo que indica un gran potencial de crecimiento en este campo.

En mayo de este mismo año el gobierno chino inició el programa “Made in China 2025”. Este programa pretende convertir a China  en una potencia de fabricación ecológica  e innovadora para ese año. Esto implica aumentar los esfuerzos para incrementar la conectividad y la inteligencia de la maquinaria y las fábricas para mejorar la flexibilidad y la eficiencia general. 

Robots que pueden aprender y enseñarse entre sí

Un acto cotidiano para nosotros como agarrar y levantar un libro o un bolígrafo y que hacemos sin esfuerzo alguno puede ser algo verdaderamente complicado para un robot, especialmente si ese objeto es desconocido o se encuentra en una posición extraña.

Pero la profesora  de la Universidad de Brown Stefanie Tellex y su alumno graduado John Oberlin tuvieron una original idea. Al igual que los humanos  para aprender algo nuevo necesitamos valernos de la experiencia y de las explicaciones de otras personas, los robots también podrían hacer lo mismo. Para lograrlo los robots pueden usar una serie de diferentes cámaras y sensores infrarrojos para estudiar la pieza desde diferentes ángulos antes de intentar agarrarla. Después prueban diferentes agarres, agitando la pieza para comprobar que el agarre es seguro. Esto lleva docenas de intentos. Tras este tedioso proceso el robot puede transmitir la información aprendida a otros robos que tengan los mismos sensores y pinzas, enseñándoles a coger esa pieza. El fin último sería tener cientos de robots conectados entre sí, compartiendo la información sobre como agarrar millones de objetos.

El robot Baxter de la Universidad de Brown tratando de coger dos objetos a la vez

Para su estudio, los investigadores de la Universidad de Brown han usado a Baxter, un robot industrial de dos brazos de Rethink Robotics. Este robot usa el procedimiento de aprendizaje expuesto anteriormente. Tellex dice que disponen de algoritmos muy potentes que les permiten aprender de una  extensa base de datos y que los datos son una parte vital de este proceso, por lo que la práctica es muy importante. En los diferentes laboratorios de investigación del mundo hay unos 300 robots Baxter. Si cada uno de esos robots usara ambos brazos para examinar los objetos y compartieran la información entre sí, sería posible que aprendieran a agarrar un millón de objetos en solo once días. Además según Tellex esta técnica permite que los agarres sean un 75% más seguros.

El que los robots puedan coger diferentes objetos de una forma rápida y fácil es uno de los objetivos principales de la robótica actual. El lograrlo podría tener un impacto notable en la industria. Muchas compañías se han interesado por estos avances. Una de ellas es Amazon, que para mejorar la automatización de diferentes puestos de su cadena de distribución organizó el AmazonPicking Challenge este mismo año. Fue una competición para estudiantes universitarios en los que deberían usar diferentes sistemas de brazos robóticos para mejorar el funcionamiento de los almacenes de la compañía.

Ford y el uso de las impresoras 3D

El sector del automóvil siempre ha destacado por la implementación de tecnologías vanguardistas en los procesos de diseño y producción.  En esta entrada vamos a centrarnos en el uso que hace Ford, la multinacional estadounidense fabricante de automóviles, de la tecnología de impresión 3D.

La impresión 3D ha sido empleada en el diseño de distintos elementos del nuevo Ford GT como en el volante, las llantas y la palanca de cambio de marchas entre otros.

La relación de Ford y la impresión 3D es bastante larga, ya que en 1988 compró la tercera impresora 3D fabricada en todo el mundo.  Desde entonces, según datos proporcionados por la propia empresa, se han fabricado más de medio millón de piezas con esta tecnología.

Ford emplea principalmente la impresión 3D para la creación de prototipos, ya que permite ahorrar mucho tiempo y dinero en comparación con los métodos tradicionales de prototipado (imprimir una pieza les cuesta unos 1.000€ y les lleva tan solo unas pocas horas). Esto les concede una mayor flexibilidad a los ingenieros a la hora de probar nuevos diseños y soluciones.

El proceso de prototipado en Ford es el siguiente:

1.  Primero un miembro del equipo de diseño de Ford realiza un diseño esquemático del vehículo.
2. Dos equipos diferentes reciben estos diseños a la vez y trabajan de manera complementaria. Uno de ellos es el equipo de modeladores, que recrean el diseño en arcilla, primero en miniatura y luego a escala natural, para visualizar las proporciones y realizar algún cambio en el diseño. El otro equipo se encarga a su vez de realizar un modelo digital mediante herramientas CAD. Este segundo equipo es el que se encarga principalmente de las piezas más complejas y detalladas.
3. Una vez que han acabado el modelo en arcilla y el digital,  se envían a las instalaciones de prototipado rápido en Colonia, Alemania. Allí evaluaran el diseño y construirán el prototipo. Muchas de estas piezas se suelen hacer con impresoras 3D, utilizando plástico, metal o arena como materia prima, dependiendo del uso de la pieza.
4. El prototipo es pulido, pintado y enviado de nuevo al estudio de diseño o a las instalaciones de pruebas.

Estas técnicas de prototipado se han empleado para el nuevo  Ford Mondeo Vignale, tal como se puede ver en el siguiente vídeo:

También se ha empleado en Ford Mustang, en el Ford Focus RS y en el superdeportivo Ford GT entre otros.

A continuación se muestran algunos prototipos hechos con impresoras 3D por Ford:

Aunque de momento Ford solo usa la impresión 3D para prototipos, ya hay planes a largo plazo para poder llegar a fabricar completamente automóviles de este modo. Para ello lleva colaborando con la empresa Carbon3D desde junio de este mismo año. Carbon3D utiliza la tecnología CLIP (Continuous Liquid Interface Production) que permite la impresión de piezas en un tiempo de 25 a 100 veces menor que los métodos tradicionales usando una resina fotosensible y controlando el aporte de luz ultravioleta y oxígeno.

De momento el objetivo de Ford y Carbon3D es desarrollar piezas en resina capaces de soportar grandes cargas, altas temperaturas y fuertes vibraciones con el fin de poder usarlas en las pruebas del vehículo.

Si tras todo esto te has quedado con ganas de tener tu propio Ford hecho con una impresora 3D la compañía ha puesto a la venta los diseños de más de 1.000 de sus coches en miniatura para poder imprimirlos.