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驴Qu茅 pasar铆a si pudiera darle a una excavadora un conjunto de dibujos CAD y dejarla trabajar, sabiendo que seguir铆a las instrucciones con una precisi贸n milim茅trica? 驴Se imagina el tiempo, el dinero y la mano de obra que se ahorrar铆an?

Gravis Robotics, con sede en Suiza, est谩 desarrollando un m贸dulo para instalar en excavadoras individuales, permiti茅ndoles navegar por los lugares de trabajo y trabajar seg煤n sea necesario, todo sin la presencia de un operador humano.

Este tipo de tecnolog铆a se ve cada vez con m谩s frecuencia y se muestran conceptos de m谩quinas sin conductor en muchos de los principales eventos de la industria de la construcci贸n, como Bauma, Conexpo e Intermat.

Neil Woodfin, director de desarrollo comercial de Gravis Robotics.

Neil Woodfin, director de desarrollo comercial de Gravis Robotics, estuvo recientemente en la convenci贸n de la Asociaci贸n Europea de Alquiler (ERA) en Lisboa, Portugal, donde habl贸 sobre los planes de la compa帽铆a para llevar la precisi贸n, seguridad y eficiencia de los robots a los lugares de trabajo actuales.

Nacido de 'perros'

Gravis Robotics es una empresa derivada del laboratorio de rob贸tica de la Universidad ETH de Z煤rich (Suiza), dirigido por el profesor Marco Hutter, que ha estado trabajando con 25 de sus estudiantes de doctorado para desarrollar un software de inteligencia artificial inicialmente pensado para 鈥減erros鈥� rob贸ticos de cuatro patas. Esos 鈥渃uadr煤pedos鈥� exploran entornos y vuelven con un mapa en 3D (como en 鈥淪pot鈥�, de Boston Dynamics).

鈥淢arco decidi贸 tomar ese software y adaptarlo a las excavadoras鈥�, dice Woodfin. 鈥淟o que tenemos es un m贸dulo rob贸tico que se ajusta al techo de la cabina. Dentro del m贸dulo rob贸tico hay una CPU equipada con c谩maras para brindarle una vista de 360 grados y un LIDAR鈥�.

Los sensores de las excavadoras permiten que la m谩quina conozca la posici贸n del brazo, la pluma y la excavadora. El sistema LIDAR permite medir la posici贸n de la m谩quina en el lugar de trabajo, mientras que un sensor GNSS proporciona la referencia GPS a la m谩quina. Como resultado, la m谩quina puede navegar por s铆 sola por el lugar de trabajo entre sus actividades de trabajo.

鈥淓l m贸dulo rob贸tico aprende a operar la excavadora y siempre intenta llenar el balde al 100 % cuando est谩 excavando鈥�, explica Woodfin. 鈥淧uede usar el software de inteligencia artificial para adaptarse al entorno heterog茅neo que encuentra mientras excava鈥�.

Y a帽ade: 鈥淪omos muy, muy buenos excavando. Lo que estamos pensando hacer, despu茅s de todo este trabajo de desarrollo, es poner excavadoras rob贸ticas en las obras en julio. Entonces podremos entender realmente los beneficios que podemos lograr, que se encuentran tambi茅n en el 谩rea de productividad, seguridad, sostenibilidad y previsibilidad鈥�.

Dirigiendo la excavaci贸n

驴C贸mo sabe la excavadora qu茅 hacer?

Woodfin explica que una vez que el m贸dulo rob贸tico est谩 instalado en la excavadora, comienza a aprender a operar la m谩quina. 鈥淟uego, puedes cargar dibujos CAD del trabajo de excavaci贸n que se necesita hacer鈥�, dice. 鈥淭ambi茅n te damos una tableta con pantalla t谩ctil, que se coloca en la cabina, y literalmente puedes dibujar con el dedo d贸nde quieres en el sitio, cu谩l es la zanja que se cavar谩. Puedes escribir la profundidad y el ancho de la zanja, y luego la excavadora usar谩 eso y excavar谩 esa zanja鈥�.

Woodfin explica que tambi茅n es posible simplemente bajar el balde al suelo y extrapolar las medidas para el 谩rea a excavar.

鈥淧or ejemplo, si estuvieras haciendo una ampliaci贸n de una casa, podr铆as bajar la pala hasta el suelo y decir: 'Quiero que todo desde donde la pala toca el suelo est茅 250 mil铆metros m谩s abajo'. Y entonces lo que suceder铆a es que la excavadora te mostrar铆a una cuadr铆cula de todo lo que estuviera 250 mil铆metros m谩s abajo y todo lo que estuviera m谩s alto o m谩s bajo que eso. La excavadora excavar铆a entonces para alcanzar el nivel que estableciste simplemente colocando la pala en el suelo".

El 煤nico requisito de la m谩quina para utilizar el m贸dulo Gravis es la electrohidr谩ulica.

鈥淪i no tiene sistema electrohidr谩ulico, colocamos una v谩lvula de control electrohidr谩ulica en la excavadora鈥�, explica Woodfin. 鈥淟uego conectamos el m贸dulo al sistema de bus CAN. Por lo tanto, debe tener un sistema electr贸nico moderno, al que luego lo conectar铆amos鈥�.

Y a帽ade: "Si no tiene sensores IMU, los colocar铆amos en la excavadora. El resto se suministra dentro del kit de control de automatizaci贸n del techo que colocamos en la excavadora".

Gravis est谩 trabajando actualmente con seis fabricantes de equipos originales, uno de los cuales es Hyundai/Develon, como parte de una asociaci贸n anunciada en el CES 2024 en Las Vegas en enero.

"Estamos trabajando con ellos para automatizar sus excavadoras. Entre los dem谩s fabricantes tenemos una excavadora de 10 toneladas, pero la mayor铆a de las que estamos trabajando son de 20 toneladas, porque esa es la categor铆a de tama帽o de excavadora m谩s popular en la industria", dice Woodfin.

驴Pero puedes alquilar uno?

La siguiente pregunta natural es si estas excavadoras controladas rob贸ticamente est谩n disponibles para alquiler.

鈥淭rabajamos en estrecha colaboraci贸n con empresas de construcci贸n y de alquiler鈥�, afirma Woodfins. 鈥淐omo fabricantes, producimos m谩quinas gen茅ricas. Lo que las convierte en m谩quinas especializadas es el operador. A medida que introducimos la rob贸tica en la industria, estamos condenados a convertirnos en especialistas porque tenemos que entender lo que hace el operador.

鈥淯na de las cosas que descubrimos es que las grandes empresas de construcci贸n dicen: 'bueno, si pudieran automatizar esta tarea... en lugar de utilizar un subcontratista, podr铆amos alquilar una m谩quina automatizada para realizar esa tarea y luego traer al subcontratista para que haga todo el trabajo que a煤n no se ha automatizado'鈥�.

Woodfin contin煤a: 鈥淓l alquiler para ellos es una gran oportunidad y estamos desarrollando la cantidad de tareas que podemos automatizar. Hoy, nos estamos centrando en la excavaci贸n de zanjas y los trabajos de movimiento de tierras a granel y la carga de camiones. Luego, seguiremos avanzando y agregaremos cada vez m谩s tareas a esa cartera de tareas que podemos automatizar鈥�.

Gravis est谩 trabajando actualmente con Morgan Sindall y Vinci y est谩 en conversaciones con las firmas Flannery y Lynch, con sede en el Reino Unido, as铆 como con Vesco en Suiza. 鈥淗emos estado trabajando con el ej茅rcito suizo y

Gravis Robotics, con sede en Suiza, est谩 desarrollando un m贸dulo para instalar en excavadoras individuales, lo que les permitir谩 navegar por los lugares de trabajo y trabajar seg煤n sea necesario, todo ello sin la presencia de un operador humano. (Foto: LinkedIn)

鈥淭ambi茅n lo es Swiss Rail鈥�, dice Woodfin. 鈥淗emos tenido muchos contactos buenos con los usuarios finales y las empresas de alquiler, pero queremos que eso crezca鈥�.

Cuando se le pregunta si un m贸dulo podr铆a transferirse de una m谩quina a otra en un entorno de alquiler, Woodfin dice que ese es el objetivo a largo plazo.

鈥淓se es el plan. No era algo en lo que pens谩ramos inicialmente, pero ha sido una de las cosas que las empresas de alquiler han solicitado. No hay ninguna raz贸n por la que no vaya a ser posible鈥�, afirma.

鈥淟o 煤nico que hay que hacer es asegurarse de que el marco del m贸dulo ya est茅 instalado en cada una de las excavadoras. El m贸dulo rob贸tico tarda un tiempo en aprender a operar cada excavadora. Una vez que aprende a operar la excavadora, est谩 bien, pero el software de IA tiene que operar todo para entender c贸mo reacciona a los distintos controles鈥�.

Llegando este mes de julio

鈥淓n julio, queremos poner nuestro m贸dulo en entornos de la vida real y luego buscaremos socios que se unan para traer excavadoras automatizadas al sitio. Tenemos 25 especialistas en rob贸tica en un equipo operativo para ver c贸mo integrar la rob贸tica en sus actividades diarias. Trabajaremos en estrecha colaboraci贸n con esas personas para asegurarnos de que cuando necesiten asistencia t茅cnica, estemos all铆 para brind谩rsela, y luego podemos desarrollar juntos estos modelos operativos que nos permitir谩n integrarla鈥�.

Actualmente centrado en el mercado europeo, Gravis tiene planes de expandirse tambi茅n al continente americano y Australia.

Se espera que el precio del m贸dulo sea de 80.000 a 90.000 libras, dependiendo del hardware con el que est茅 equipada la excavadora. "Parte de eso es un costo recurrente de software", dice Woodfin. "Hemos tratado de mantener el costo lo m谩s bajo posible.

鈥淩econocemos que tenemos que generar valor a partir de ese m贸dulo rob贸tico, por lo que tenemos una calculadora de valor, que demostramos mediante tiempos de ciclo m谩s largos a trav茅s de tasas de llenado de baldes, tasas de utilizaci贸n mejoradas y la eliminaci贸n de cierta mano de obra en el sitio. Podemos recuperar esos costos de tecnolog铆a semanalmente鈥�.

Para lograr sus objetivos, Gravis Robotics est谩 colaborando con varios socios, entre ellos Moog Construction, la empresa que est谩 detr谩s de muchas de las tecnolog铆as aut贸nomas que se utilizan en los equipos de construcci贸n en la actualidad. Seg煤n Moog Construction, est谩 鈥渁umentando su experiencia en control de movimiento de precisi贸n, seguridad funcional y dise帽o de sistemas integrados mediante el desarrollo de funciones automatizadas para la industria de la construcci贸n, mientras que Gravis Robotics aplica su experiencia en fusi贸n de sensores, percepci贸n del entorno, teleoperaci贸n avanzada, im谩genes de realidad aumentada y navegaci贸n aut贸noma para convertir grandes m谩quinas de construcci贸n en robots m贸viles aut贸nomos鈥�.

En Bauma 2022, Moog Construction y Gravis Robotics equiparon una excavadora m贸vil Menzi Muck con la capacidad de excavar zanjas de forma rob贸tica en funci贸n de las indicaciones proporcionadas por un operador desde una ubicaci贸n remota. El operador pod铆a establecer la longitud de la zanja, la inclinaci贸n, etc., y la excavadora completaba la tarea.

Los socios creen que estas capacidades y otras m谩s llevar谩n la pr贸xima generaci贸n de m谩quinas de construcci贸n a nuevos niveles de conectividad, productividad y seguridad.