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Retos à Soluciones
ROBÓTICA
Antonio Barrientos
PROBLEMAS à RETOS à SOLUCIONES
Problemas • Necesidades
industriales,profesionales o sociales
Retos • La demanda a la robótica
para contribuir a la solución
Soluciones • La respuesta de la robótica
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PROBLEMAS à RETOS à SOLUCIONES
Problemas • Necesidades
industriales,profesionales o sociales
Retos • La demanda a la robótica
para contribuir a la solución
Soluciones • La respuesta de la robótica
PROBLEMAS à RETOS à SOLUCIONES
Problemas • Necesidades
industriales,profesionales o sociales
Retos • La demanda a la robótica
para contribuir a la solución
Soluciones • La respuesta de la robótica
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3 PROBLEMAS A RESOLVER
3 PROBLEMAS A RESOLVER
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3 PROBLEMAS A RESOLVER
PROBLEMA 1
• Estancamiento en las ventas de robots industriales
Nota. 2013: The highest number of industrial robots ever sold (China)
PROBLEMA 1 Industrial
Fuente. IFR – World Robotics 2014
1995-2010
1982-1992
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POSIBLE CAUSA: SIMBIOSIS ROBÓTICA INDUSTRIAL Y AUTOMOVIL
MANUAL à ROBOTIZADO GRAN DEMANDA DE ROBOTS
1970-1990
1969: GM instala la primera línea de soldadura por puntos robotizada, en su fábrica de Lordstown
Actualidad - Fabrica Renault (España): 83.865 vehículos con 2.626 trabajadores y 550 robots.
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CONSECUENCIA: • Adaptación de los robots en:
• Dimensiones y Cinemáticas
• Especialización de Ingenierías
• Gestión de su entorno
RECESIÓN VENTAS AUTOMÓVILES
Ventas de Automóviles en España
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RECESIÓN VENTAS AUTOMÓVILES à RECESIÓN VENTAS DE ROBOTS
Ventas de Automóviles en España
OTROS SECTORES DE APLICACION DE LOS ROBOTS INDUSTRIALES
Agroalimentario
Fuente AER-ATP
Fuente AER-ATP
España
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RETO: ABORDAR OTROS SECTORES Y TIPOLOGÍAS DE EMPRESAS
• En España (2015) el 99,88 del tejido empresarial está constituido por PYME
Nota. PYME: Pequeña y Mediana Empresa <249 trabajadores
(Fuentes: RETRATO DE LAS PYME 2015 (Subdirección General de Apoyo a la PYME )
RETO 1
RETO: ABORDAR OTROS SECTORES Y TIPOLOGÍAS DE EMPRESAS
RETO 1
PYME Automóvil Pequeño taller
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RETO: ABORDAR OTROS SECTORES Y TIPOLOGÍAS DE EMPRESAS
• Precio
• Formación
• Series cortas
• Reutilización
• Entorno no estructurado
¿CÓMO ADAPTAR UN ROBOT PARA LAS PYME?
RETO 1
PYME
SME ROBOTICS (EU-PROJECT)
Pretendemos crear un robot adecuado para las PYME • Que sea capaz de gestionar la incertidumbre • Mediante la interacción “simbiótica” entre humano y robot
• Y con cognición empotrada (“embedida”)
• Yendo mas allá de la flexibilidad
SOLUCION 1
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COFEE BREAK (www.smerobot.org) • VIDEO 1 (sme robot – Cofee Break)
https://www.youtube.com/watch?v=NPdzt_vMoTU
CAPACIDADES DEL ROBOT PARA PYME
Reto Solución Variabilidad en el tipo de tareas à Continua Reprogramacion
Programación mostrando la tarea y lenguaje natural (voz)
Cercania a humanos à Inseguridad Sistema anticolisión Reutilización en el taller Portabilidad Manejo de piezas complejas Visión 3D Precio Equivalente a maquinaria convencional Formación Simplicidad de uso (equivalente a maquinaria convencional) Máquina para todo Plugging & Produce
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ROBOT PARA PYME. SOLUCIONES
Video 2. SME 2014 Programación
https://www.youtube.com/watch?v=KG12lK1oCYo
ROBOT PARA PYME. SOLUCIONES
https://www.youtube.com/watch?v=e8asXLfO19Y
• Video 3. Robots seguros DLR
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ROBOT PARA PYME. SOLUCIONES
Fuente. http://www.euron.org/miscdocs/stats06.pdf)
Fuente UNECE.org United Nations Economic Commission for Europe
PROBLEMA 2
Elevada demanda de productos agrícolas
PROBLEMA 2 Social
FAO
• 42% de la humanidad depende de la agricultura, la caza, la pesca o la silvicultura para su subsistencia
• Para el 2050 se debera haber aumentado la producción agrícola en un 60 o 70%
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PROBLEMA 2 Elevada demanda de productos agrícolas
La mano de obra agrícola disminuye
Mano de obra en agricultura en España
2007: 967.680
PROBLEMA 2 Social
Aumento demanda + Disminución mano de obra Problema ya conocido
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Aumento demanda + Disminución mano de obra
AGRICULTURA INTENSIVA MECANIZACIÓN DE LA AGRICULTURA
Problema ya conocido
Solución bien conocida
Aumento demanda + Disminución mano de obra
AGRICULTURA INTENSIVA MECANIZACIÓN DE LA AGRICULTURA
Problema ya conocido
Solución bien conocida
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AGRICULTURA INTENSIVA à TENDENCIA A RECURSOS POR EXCESO
Suelo, agua, fertilizantes, energía, productos fitosanitarios
AUMENTO DE CONSUMO DE PRODUCTOS FITOSANITARIOS (INSECTICIDAS, FUNGICIDAS, HERBICIDAS)
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ALGUNOS DATOS • Consumo anual de herbicidas en EU: 140.000 Tons
• Retorno económico estimado: por 1€ de herbicida retornan 4 € de cultivo
• Pero esto no tiene en cuenta el coste ambiental
• Se estima que solo un 0.1% del herbicida es útil (alcanza su objetivo) Pimentel D, Greiner A, Bashore T. Economic and environmental costs of pesticide use. Arch
Environ ContamToxicol 21:84–90 (1991). Pimentel D. Environmental and economic costs of the application of pesticides primarily in the United states. Environment, Development and Sustainability (2005) 7: 229–252. DOI 10.1007/s10668-005-7314-2
¿ES POSIBLE EL DETALLE EN UNA AGRICULTURA INTENSIVA?
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AGRICULTURA DE PRECISION =
PROCEDIMIENTO DEL CONTROL AUTOMÁTICO
Agricultura Intensiva + Optimización de recursos
MECANIZACIÓN àAUTOMATIZACION AGRICULTURA DE PRECISION
≈ ROBOTIZACIÓN DE LA AGRICULTURA
RETO 2
SOLUCION 2
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Análisis detallado
Agricultura de precisión
Muestreo
Análisis
Decisiones
Preparación y siembra
Tratamiento y control plagas
Seguimiento
Cosechado monitorizado
Medida rendimiento
Cosechado con monitoreo del rendimiento
Estimación del rendimiento
Decisiones particularizadas para cada zona
Preparación y Siembra selectiva
Tratamiento y control de plagas ajustado Evaluación de daños
Muestreo georeferenciado del suelo de cultivo
Seguimiento
37 MAQUINARIA AGRÍCOLA ROBOTIZADA UAV con SISTEMAS DE CAPTACION
ACTUAR MEDIR PROCESAR
PROCESAMIENTO DE IMÁGENES
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RHEA ROBOT FLEETS FOR HIGHLY EFFECTIVE AGRICULTURE AND FORESTRY MANAGEMENT
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• Orientado hacia la agricultura de precisión • Uso de una flota de pequeños robots Terrestres y Aéreos hetereogénea, para la
localización y eliminación de malas hierbas y plagas, minimizando el uso de los productos químicos (hasta un 75%) , la energía y el tiempo
+
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7º FP Collaborative Project (Large-scale Integrating Project.)
• 8 países
• 19 grupos de 15 instituciones (España: 7 grp. 4 inst)
• Multidisciplinar
• Agricultura y montes
• Robótica
• Visión artificial
• Ciencias de la computación
• Comunicaciones
• Coordinado desde el CAR CSIC-UPM
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RHEA ROBOT FLEETS FOR HIGHLY EFFECTIVE AGRICULTURE AND FORESTRY MANAGEMENT
Vídeo 4. Rhea Demo
http://youtu.be/Ngn5bXh0VFU
LA FLOTA
Robots Terrestres (GMU) Robots Aéreos (AMU)
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LA MISIÓN DE LOS UAV
LA MISIÓN DE LOS UAV
1. Despliegue de UAV cerca de la zona objetivo 2. Introducción de objetivos a través del planificador de misión
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LA MISIÓN DE LOS UAV
1. Despliegue de UAV cerca de la zona objetivo 2. Introducción de objetivos a través del planificador de misión
3. El planificador de la misión calcula las trayectorias y las muestra al operador.
4. El operador valida la misión o itera en el paso 2
LA MISIÓN DE LOS UAV
1. Despliegue de UAV cerca de la zona objetivo 2. Introducción de objetivos a través del planificador de misión
3. El planificador de la misión calcula las trayectorias y las muestra al operador.
4. El operador valida la misión o itera en el paso 2
5. Los UAV ejecutan el plan de vuelo 6. Se recompone el mapa para identificar y localizar la maleza
1 2 3 1
2 1 3 4
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LA MISIÓN DE LOS UAV
1. Despliegue de UAV cerca de la zona objetivo 2. Introducción de objetivos a través del planificador de misión
3. El planificador de la misión calcula las trayectorias y las muestra al operador.
4. El operador valida la misión o itera en el paso 2
5. Los UAV ejecutan el plan de vuelo 6. Se recompone el mapa para identificar y localizar la maleza
1 2 3 1
2 1 3 4
7. Mapa de malas hierbas
SUB-SISTEMAS GMU
New Holland Boomer 3050 CVT
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APLICACIÓN DE HERBICIDA
ELIMINACION DE MALAS HIERBAS MEDIANTE LLAMA O EROSION
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FUMIGACIÓN ÁRBOLES
PROBLEMA 2
Un robot en cada casa El representante más destacado de la revolución de la informática personal pronostica que se avecina el auge de la robótica. Bill Gates, Scientific American, Marzo 2007
PROBLEMA 3 Doméstico
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DE QUÉ SE ESTÁ HABLANDO?
DE QUÉ SE ESTÁ HABLANDO?
¿?
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DE QUÉ SE ESTÁ HABLANDO?
¿? "Muchas veces
la gente no sabe lo que quiere
hasta que se lo enseñas.”
(Steve Jobs)
a) Qué hará el robot doméstico b) Cómo conseguirlo
RETO 3
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a) Qué hará el robot doméstico b) Cómo conseguirlo
� QUÉ: � Limpieza de suelo, ventanas, piscinas, tejados � Cortacésped � Manejo de ropa � Sirviente
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a) Qué hará el robot doméstico b) Cómo conseguirlo
� QUÉ: � Limpieza de suelo, ventanas, piscinas, tejados � Cortacésped � Manejo de ropa � Sirviente
� QUÉ MAS?
RETO 3
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NO ES FÁCIL PREDECIR LA EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA
Eniac “Electronic Numerical Integrator And Computer” (1946)
PDP 11 “Programmed Data Processor”(1972)
IPad (2014)
ROBOT DE LIMPIEZA
Video 5 Dyson 360 Eye robot vacuum cleaner in action
https://youtu.be/KN1X-b_wFTA
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SOLUCION 3
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ROBOT DE VIGILANCIA
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SOLUCION 3
http://youtu.be/gqlUAyLwUE4?list=UUeE1rLtCldlW3QFCRBtIKSw
Video 6: Robot de vigilancia
ROBOT PARA MANIPULAR ROPA
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Video 7: Autonomously folding a pile of 5 previously-unseen towels
http://youtu.be/gy5g33S0Gzo
SOLUCION 3
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ROBOT DE ATENCIÓN DE ENFERMOS
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SOLUCION 3
ISO 13482:2014 specifies requirements and guidelines for the inherently safe design, protective measures, and information for use of personal care robots, in particular the following three types of personal care robots: • mobile servant robot; • physical assistant robot; • person carrier robot.
http://youtu.be/2ZUn9qtG8ow
VIDEO 8: PARO. ROBOT de compañia
CONCLUYENDO • A la robótica le queda mucho recorrido • Tal vez desconozcamos cuales serán los retos y demandas
futuras, pero mientras tanto avanzamos con las tecnologías que facilitarán el superarlos
• Se avanza en todos los frentes • Interacción Humano Robot
• Percepción
• Autonomía • Movilidad
• Etica
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antonio.barrientos@upm.es
Retos à Soluciones
ROBÓTICA
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