En un avance significativo, investigadores de la Universidad de Aeronáutica de Nanjing y As tron autics en China han presentado un sistema de gemelo digital de vanguardia diseñado para mejorar la colaboración entre humanos y robots (HRC) en entornos de fabricación.
Publicado en la prestigiosa revista Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, el sistema promete agilizar y mejorar la cooperación entre trabajadores humanos y robots en la fábrica.
Un enfoque revolucionario para el HRC
Los métodos tradicionales para crear modelos de gemelos digitales de seres humanos en entornos industriales se han basado en engorrosos dispositivos de captura de movimiento, que van en contra de la idea de interacción flexible en HRC.
Además, estos métodos a menudo no logran crear un espacio unificado para modelar humanos y robots, lo que dificulta la percepción y comprensión del entorno general. Al reconocer estas limitaciones, los investigadores desarrollaron un innovador sistema de gemelos digitales para abordar estos desafíos.
El sistema de gemelo digital recientemente introducido está diseñado para construir una réplica virtual de una escena colaborativa que involucra agentes humanos y robóticos. Este entorno virtual permite la planificación y ejecución de estrategias colaborativas efectivas en entornos de fabricación del mundo real, promoviendo una cooperación perfecta entre trabajadores humanos y robots.
Los sistemas de gemelos digitales anteriores que dependían de datos de sensores de captura de movimiento a veces tenían problemas cuando se producían oclusiones. Las oclusiones se refieren a situaciones en las que objetos o agentes de interés están fuera del campo de visión del sensor o están ocultos detrás de obstáculos.
Para abordar este problema, los investigadores introdujeron un algoritmo de recuperación de malla humana, una técnica computacional capaz de reconstruir cuerpos humanos ocluidos. Esta innovación garantiza que el sistema pueda adaptarse y funcionar eficazmente incluso cuando haya obstáculos visuales presentes.
Un componente crítico del sistema de gemelos digitales es su algoritmo de reconocimiento de acciones, que está entrenado para dent diversas acciones humanas. Para mejorar su rendimiento y minimizar los errores, los investigadores incorporaron una técnica de estimación de la incertidumbre. Esta técnica permite un control preciso sobre la tasa de error del algoritmo, lo que resulta en un reconocimiento de acciones más confiable y preciso.
Validación experimental exitosa
Los investigadores pusieron a prueba su sistema de gemelos digitales a través de una serie de experimentos realizados en entornos de laboratorio controlados. Estos experimentos incluyeron un robot diseñado específicamente para su implementación en entornos industriales.
Las capacidades del sistema se evaluaron en una variedad de tareas, incluido el pulido, la recuperación de objetos, el ensamblaje y la colocación de objetos.
Los resultados fueron inequívocos y demostraron la superioridad de los métodos propuestos sobre los enfoques de referencia.
Estos hallazgos prometedores allanan el camino para la posible integración del sistema en otros robots , pruebas adicionales en diversos entornos y su eventual implementación en escenarios de fabricación del mundo real.
Las implicaciones de este avance son profundas. A medida que las industrias en todo el mundo continúan evolucionando y automatizando, la sinergia entre humanos y robots se vuelve cada vez más crucial. El sistema de gemelos digitales desarrollado por Zhang, Ji y sus colegas encierra una inmensa promesa para revolucionar los procesos de fabricación en diversos sectores.
Al integrar perfectamente los robots en la fuerza laboral, los fabricantes pueden aumentar la eficiencia, la precisión y la productividad. Las tareas que requieren alta precisión, acciones repetitivas o aquellas que plantean problemas de seguridad ahora pueden confiarse a agentes robóticos, mientras que los trabajadores humanos pueden centrarse en aspectos más complejos y creativos de la producción.
Mirando hacia el futuro
El camino que le espera a este sistema de gemelos digitales es apasionante. A medida que se somete a más pruebas y perfeccionamientos, se espera que abra nuevas posibilidades de colaboración entre humanos y robots en entornos de fabricación. Su versatilidad lo hace adecuado para una amplia gama de tareas, desde montaje y control de calidad hasta manipulación de materiales y más.
Los fabricantes interesados en mantenerse a la vanguardia de la innovación tecnológica probablemente estarán ansiosos por adoptar esta tecnología transformadora. Con su potencial para optimizar los flujos de trabajo, reducir errores y mejorar la eficiencia general, el sistema de gemelo digital de la Universidad de Aeronáutica de Nanjing y tron Autics pronto podría convertirse en un elemento básico en el panorama de la fabricación.
