Tecnologías híbridas y automatización de la construcción

Entra en el mundo de la teleoperación, que es el control de una máquina o sistema desde una distancia física. El concepto de máquina teledirigida no es nada nuevo, pero los avances en la RA y las tecnologías de comunicación están haciendo que la teleoperabilidad sea más sofisticada y común. Un objetivo último de la teleoperabilidad es la telepresencia, que se utiliza comúnmente para describir a la videoconferencia, una experiencia audiovisual pasiva. Pero cada vez más, también se refiere a la manipulación a distancia. La telerobótica se refiere específicamente a la operación remota de robots semiautónomos. Todos estos enfoques involucran una interfaz hombre-máquina (HMI), que consiste en "hardware y software que permiten traducir las entradas del usuario como señales para máquinas que, a su vez, proporcionan el resultado requerido al usuario", según Techopedia. Como se podría suponer, los avances en la tecnología HMI representan importantes transformaciones potenciales en el diseño y la construcción de edificios.

En un ejemplo, investigadores de la Universidad de Tasmania, en Australia, unieron fuerzas con el constructor local All Brick Tasmania para demostrar la precisión de construcción de un muro de ladrillo geométricamente complejo. Utilizando Fologram, una aplicación que permite a los usuarios ver información de modelado 3D basada en CAD superpuesta sobre una vista real de un sitio de proyecto, los albañiles instalaron ladrillos individuales para alinearlos con sus contrapartes digitales, agilizando así una tarea que de otro modo requeriría una medición y verificación constante en el campo. La pared terminada es visualmente similar a los paneles fabricados robóticamente por el grupo de investigación Gramazio Kohler de ETH Zurich. En este caso, sin embargo, el albañil toma el lugar del robot, aumentando su experiencia de campo con la visión por ordenador. Sin embargo, la herramienta Fologram anticipa un proceso de construcción guiado por robots en el futuro.

Las circunstancias que requieren un operador humano remoto requieren tecnologías telerobóticas, como la desarrollada por el Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT. Al vincular una plataforma VR/AR a un brazo robótico, los investigadores del MIT han permitido a los usuarios humanos dirigir acciones robóticas en tiempo real. Dado que las velocidades de la red no siempre han sido ideales para la RA, los científicos han tenido que elegir entre dos enfoques subóptimos. El enfoque de modelo directo combina la visión del usuario con la del robot. Este método es telepresencia en espíritu, pero el retraso de la red puede causar náuseas a los usuarios. El segundo enfoque, el modelo ciberfísico, hace una copia virtual de un robot y su entorno, similar a la RV, donde la realidad física permanece oculta.

Los investigadores del CSAIL optaron por desarrollar un híbrido de estas dos estrategias, emparejando ambos puntos de vista de manera que se minimicen los mareos y se permita a los usuarios calibrar las perspectivas virtuales y reales. Según un comunicado de prensa del MIT de octubre de 2017, "El sistema imita el modelo homúnculo de la mente, la idea de que hay un pequeño ser humano dentro de nuestro cerebro controlando nuestras acciones, viendo las imágenes que vemos y entendiéndolas por nosotros". En el caso del robot, el usuario humano se convierte efectivamente en el homúnculo.

La empresa SE4, con sede en Tokio, ha creado un sistema telerobótico similar que supera el retraso de la red mediante el uso de la IA para acelerar el control robótico. Combinando la RV y la visión por ordenador con la IA y la robótica, el sistema de control semántico del SE4 puede anticipar las opciones del usuario en relación con el entorno del robot. "Hemos creado un marco para crear una comprensión física del mundo que rodea a las máquinas", dijo el director ejecutivo de SE4, Lochlainn Wilson, en una entrevista realizada en julio con The Robot Report. "Con un entendimiento de estilo semántico, un robot en el ambiente puede usar sus propios sensores e interpretar instrucciones humanas a través de la RV."

Desarrollado para aplicaciones de construcción, el sistema puede anticipar posibles colisiones entre objetos físicos, o entre objetos y el sitio, así como la forma de mover objetos con precisión a su lugar (como la función "snap" en el software de dibujo). El Control Semántico también puede acomodar robots colaborativos, o "cobots", para construir de manera coordinada. "Con el Control Semántico, estamos creando un ecosistema en el que los robots pueden coordinarse entre sí", dijo en el mismo artículo Pavel Savkin, director de tecnología de SE4. "El humano dice qué hacer, y el robot decide cómo hacerlo."

Eventualmente, las máquinas pueden soltarse para construir edificios al lado de los humanos. A pesar de los importantes desafíos que los fabricantes de robótica han enfrentado en la creación de máquinas que la movilidad y agilidad del cuerpo humano, BostonDynamics, con sede en Waltham, Massachusetts, ha logrado enormes avances. Su robot humanoide Atlas, fabricado con componentes tridimensionales para la ligereza, utiliza un sistema hidráulico compacto con 28 articulaciones de accionamiento independiente. Puede moverse a una velocidad de 4.9 pies por segundo. Refiriéndose a la impresionante hazaña de BostonDynamics, Phil Rader, becario de investigación en RV de la Universidad de Minnesota, dice a ARCHITECT que "llegará el día en que los robots puedan moverse libremente y utilizar la IA para discernir las condiciones del mundo real y tomar decisiones en tiempo real". Rader, un diseñador de arquitectura que investiga las tecnologías de RV y telerobótica, imagina que los futuros lugares de trabajo probablemente estarán poblados por humanos y humanoides, uno trabajando junto al otro. Los robots de construcción pueden ser totalmente autónomos, dice Rader, o "es posible que el trabajador robot sólo esté siendo operado por un humano desde un lugar remoto".