Resumen
En el espacio SUDOE hay muchas industrias estratégicas que manejan productos deformables, como alimentos, ropa, juguetes o artículos de cuero. La automatización del procesamiento de productos deformables es muy difícil y costosa, y por lo tanto, muchas tareas involucradas las realizan manualmente los operadores humanos. Realizar estas tareas con robots mejoraría la competitividad y las condiciones de trabajo de los trabajadores. Sin embargo, las soluciones robóticas industriales actuales no son lo suficientemente adaptables para manipular este tipo de productos. Este proyecto propone cubrir esta falta de innovación en el manejo de objetos deformables definiendo, diseñando e implementando funcionalidades que permitan que los robots actuales manipulen dichos objetos para la producción industrial. La cooperación de los socios dará como resultado el desarrollo de un sistema multirobot que será transferido como un prototipo para demostrar la aplicación en dos sectores industriales paradigmáticos en el espacio SUDOE: procesamiento de carne y fabricación de calzado.
Definición del problema
La tarea de manipulación debe describirse en términos de deformación del producto. La percepción continua de la forma cambiante de objetos deformables no se puede realizar con cámaras clásicas debido a la dificultad y la falta de solidez del seguimiento de deformaciones 3D con imágenes 2D. Por lo que se requieren sistemas de visión activa.
Un problema clave es agarrar el objeto y controlar el manipulador y la pinza de cada plataforma robótica para modificar la forma del objeto según sea necesario. Existen muy pocos trabajos sobre estrategias de control de forma, y están limitados en términos de la información del sensor utilizada (control basado en marcadores visuales en el objeto) y tipos de objetos deformables (objetos de tipo tejido o planos en la mayoría de los casos). Las tareas de ensamblaje con componentes deformables requieren información multimodal (táctil, fuerza y visión para un buen contacto) y la manipulación de diferentes tipos de objetos deformables (especialmente aquellos con deformaciones 3D sólidas).
Se requieren estrategias de colaboración ya que las tareas complejas requieren más de un manipulador móvil para extender el espacio de trabajo y manipular cooperativamente el objeto. En los sistemas multi-robot colaborativos existentes, cada agente juega un papel único y la mejoraen el rendimiento se debe a la suma de las capacidades de los agentes y su operación en paralelo. Sin embargo, actualmente no pueden cambiar sus roles para adaptarse a los cambios de tareas ni ejecutar la manipulación colaborativa de objetos deformables grandes o complejos. Además, las configuraciones actuales basadas en robótica están centradas en el robot, una configuración que no es lo suficientemente flexible cuando se deben manejar diferentes tipos de productos en entornos no estáticos.
Finalmente, la transferencia de esta tecnología a los sectores seleccionados en el espacio SUDOE se ve obstaculizada por la falta de esfuerzos adecuados de difusión de los desarrolladores a las industrias.
Enfoque
El principal aspecto innovador de la propuesta es la fusión de las capacidades individuales de los socios para producir una solución de alta tecnología para un problema industrial práctico que limita la competitividad en algunos sectores en el espacio SUDOE. Para abordar las oportunidades identificadas, este proyecto propone un enfoque de tres etapas:
- Identificación de tareas industriales donde la integración de robots colaborativos para manipular productos deformables puede mejorar la productividad y las condiciones de trabajo.
- Después de que se hayan identificado varias tareas principales, se desarrollará un sistema robótico completo (incluyendo manipuladores móviles) de forma modular para su mantenimiento, adaptación e integración final. Los principales módulos del sistema serán:
♦ Módulo de definición de tareas basado en sensores: se desarrollarán nuevas técnicas de seguimiento visual de la deformación de la superficie basadas en sistemas de visión activa.
♦ Módulo de control multimodal de herramienta de agarre: diversas estrategias de control del manipulador robótico se combinarán para manipular objetos deformables.
♦ Módulo de planificación de colaboración multi-robot: en tareas complejas de manipulación, se necesitarán varios manipuladores móviles colaborativos para aumentar la destreza, mejorar la percepción o ampliar el espacio de trabajo. - Los módulos se probarán de forma independiente y se combinarán en un sistema completo para una demostración práctica. El software se desarrollará en middleware de código abierto para una mejor interoperabilidad, portabilidad, extensión y mantenimiento.
Soporte financiero
El proyecto COMMANDIA está parcialmente respaldado por el Programa Interreg Sudoe y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). El presupuesto total es de 1.257.109 euros.
Periodo de ejecución
El proyecto se llevará a cabo durante tres años, desde abril de 2018 hasta marzo de 2021.