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La autonomía en la construcción acaba de dar un gran paso
Basándose en el éxito de sus equipos autónomos y de control remoto para la minería, Caterpillar ahora está muy avanzado en el camino de la autonomía para equipos de construcción. En este artículo, Joe Forcash de Cat® Robotics detalla el desarrollo de un cargador de cadenas compacto semiautónomo que fue exhibido recientemente por primera vez.
Por Joe Forcash, gerente de ingeniería, Cat Robotics
Una señal de lo que está por venir hizo su debut en el reciente Cat Trial 12, un evento de demostración de maquinarias llevado a cabo por Tinaja Hills Proving Grounds de Caterpillar en Arizona. El público y los miembros de la prensa vieron por primera vez una pequeña máquina que proclama grandes cambios para la industria de la construcción.
Salvo por un conjunto de luces de colores en el techo de la cabina, este cargador de cadenas compacto Cat 299D3 parece una máquina de producción en serie. Y esto es salvo por una diferencia clave: se puede manejar tanto por control remoto como de manera semiautónoma (sin intervención humana) en gran parte de su ciclo de trabajo. Esa luz azul que brilla en la cabina muestra que está funcionando en modo sin personal, sin nadie dentro.
El proyecto comenzó hace dos años, cuando Caterpillar adquirió a Marble Robotics de San Francisco. La empresa había desarrollado pequeños robots de entrega para usarlos en entornos dinámicos y complejos. Al combinar su astuta tecnología con elementos de los sistemas de autonomía y de control remoto de Cat Command, Caterpillar dio inicio al desarrollo de equipos autónomos ligeros y rentables.
Consola A Control Remoto En El Sitio
La meta que impulsa este proyecto es proporcionar las soluciones de autonomía correctas para los clientes de la construcción. Esto significa brindar equipos semiautónomos y autónomos que puedan:
· Producirse a un costo mucho menor que lo que permite la tecnología de minería Cat actual.
· Funcionar en los entornos complejos y dinámicos de un sitio de construcción.
· Trabajar en sitios donde no exista una infraestructura de comunicación de datos.
Este último punto es fundamental. Mientras que las minas pueden operar por décadas, generalmente los sitios de construcción solo operan por unos meses o un año. Debido a esto, las empresas de construcción no pueden justificar la inversión de una costosa infraestructura en el sitio. Necesitan ser capaces de llegar al sitio rápidamente, hacer el trabajo de manera eficiente y seguir adelante.
Cat Robotics resuelve este problema al permitirle a la máquina leer y seguir el archivo de diseño del plan del sitio del cliente. La tecnología empleada en el nuevo cargador de cadenas compacto semiautónomo lleva ese archivo de diseño a un sistema de soporte administrativo y lo envía a un sencillo controlador de tableta. La tableta se conecta directamente al cargador de cadenas compacto, el cual básicamente cuenta con su propio punto de conexión Wi-Fi. Este sistema permite configurar un sitio de trabajo muy rápidamente, sin necesidad de una red de datos dedicada.
Combinar Control Remoto Con Autonomía
Como una máquina semiautónoma, el cargador de cadenas compacto de demostración combina el control remoto con una operación semiautónoma. Esto le permite al operador controlar la máquina a través de la interfaz de la tableta mientras recoge material; un trabajo que requiere un alto nivel de precisión. Una vez cargada, el operador asigna un punto de descarga y la máquina se desplaza a ese punto por su cuenta. Luego deja el material y se desplaza de regreso al área de carga, donde el operador toma el control nuevamente.
Esto le permite a un operador controlar hasta cuatro máquinas a la vez. Al asumir la parte monótona y repetitiva de la operación —ir de la zona de carga a la zona de descarga y regresar— hace que el trabajo sea mucho más interesante. Además, hace un mejor uso de la presencia del operador, lo que elimina tiempos de inactividad.
Aprovechar Las Tecnologías Incorporadas
Los cargadores de cadenas compactos de la Serie D Cat como el 299D3 ya cuentan con capacidades extensas de control electrónico, por lo que se prestan fácilmente a la automatización. Las capacidades automáticas existentes que ahora usan los operadores en la cabina, como la autonivelación con horquilla, la función de regresar a cavar y la función de regresar a levantar, pueden integrarse de manera efectiva con capacidades autónomas y de control remoto.
La nueva capa de autonomía aprovecha este "ADN" de automatización incorporado. Luego, añade la capacidad de pasar de un mapa de diseño y usar cámaras LIDAR y otros sensores a desplazarse de manera segura por un sitio de trabajo concurrido. Partiendo de la base de una máquina de producción existente, en lugar de crear una máquina totalmente nueva, se simplifica el desarrollo de un equipo autónomo.
Lidiar Con Sitios De Trabajo Dinámicos
Esa capa de autonomía tiene mucho trabajo por hacer. Su sensor de incorporación y sistemas de inteligencia tienen que tomar mucha información del sitio de trabajo y luego procesarla rápidamente para garantizar una operación segura y eficiente.
Por ejemplo, la máquina debe ser capaz de distinguir entre obstáculos inanimados y personas reales. Al usar algo llamado "planificación de trayectoria dinámica", el sistema puede rápidamente calcular un camino para recorrer en torno a obstáculos fijos.
Además, el sistema es lo suficientemente inteligente como para saber cuando hay una persona en su trayectoria. En ese caso, le dará a la persona más espacio al momento de planear una nueva trayectoria, o simplemente aminorará la velocidad o se detendrá. Hará lo mismo para vehículos ligeros, como camiones de recolección.
Hay un paso más hacia la integración de la autonomía en un sitio de construcción. Aunque la máquina puede ser programada para funcionar de la manera más segura posible, los procesos del sitio también deben ser revisados para maximizar la producción y la seguridad.
Las personas deben mantenerse alejadas de los equipos autónomos. Si intentan trabajar tan cerca como lo hacen de los equipos con personal, obligarán a la máquina a limitar su velocidad, reduciendo la eficiencia de la producción.
Dando Forma A Los Sitios De Trabajo Del Futuro
Actualmente, Caterpillar está llevando a cabo pruebas de campo en sitios de trabajo de clientes para abordar esos detalles. Estamos aprendiendo a integrar mejor la autonomía en aplicaciones específicas, e incorporaremos la retroalimentación de los clientes y de sus sitios de trabajo en los lanzamientos comerciales posteriores de los equipos de construcción autónomos.
Un factor que estamos explorando en nuestros ensayos de campo son las habilidades expandidas que los operadores necesitarán aportar al sitio de trabajo automatizado. A medida que el equipo autónomo asuma tareas sencillas y repetitivas, además de tareas en entornos potencialmente peligrosos, esto ayudará a reducir las brechas que hay detrás de la escasez actual de mano de obra.
Aún mejor, dará libertad a los operadores de equipos para desarrollar sus conjuntos de habilidades y así asumir más trabajos. Los operadores de control remoto necesitarán ser capaces de pasar de una máquina a otra o incluso de un sitio a otro, por lo que necesitarán saber cómo manejar diferentes máquinas en varias aplicaciones. Y, a medida que el equipo autónomo esté en línea, necesitarán tener la habilidad de actuar como gerentes de equipos, en lugar de ser operadores de equipos, supervisando diferentes máquinas que estarán trabajando a la vez.
Estos conjuntos de habilidades expandidos no solamente harán el trabajo de construcción más interesante y atractivo para una nueva generación de empleados, sino que también los harán más valiosos para sus empleadores.
Vale La Pena Mirar Hacia El Futuro
La tecnología de equipos de construcción está avanzando día a día. Vale la pena mirar hacia el futuro y mantenerse informado de los desarrollos más recientes, incluso si no planeas comenzar a usar equipos de control remoto o autónomos a corto plazo. Mientras más sepas sobre lo que está por venir, más capacitado estarás para adaptarte a estos cambios cuando estés listo.
CAT COMMAND PARA LA CONSTRUCCIÓN
Para más información sobre otros desarrollos en tecnologías autónomas y de control remoto para la construcción:
Si estás listo para explorar estas emocionantes tecnologías, ponte en contacto con tu concesionario Cat local, quien podrá mostrarte lo que está disponible actualmente y te ayudará a comenzar con las tecnologías que tengan sentido para tu negocio.
