El auge de la robótica de la construcción

Cuando pensamos en el término robot, a menudo nos referimos a las representaciones humanoides en programas de televisión y películas, pero la definición de robots en un sitio de construcción no es tan clara.

Exosistema de Built Robotics en el trabajo (Foto: Built Robotics)

Durante la última década, la industria de la robótica ha estado desarrollando numerosas soluciones robóticas para automatizar procesos y agilizar proyectos.

Canvas, con sede en EE.UU., ha desarrollado un robot de acabado de paneles de yeso, mientras que el robot de Okibo proporciona aplicaciones de pintura y revestimiento. Boston Dynamics, por otro lado, ha liderado el camino con más soluciones de robótica móvil, como ‘Spot the Dog’ y su robot humanoide basado en la investigación ‘Atlas’.

¿Qué es un robot?

En términos de construcción, un robot generalmente se entiende como una máquina que opera de forma autónoma, realizando un trabajo específico (y generalmente repetitivo).

Los robots en la construcción tienen roles amplios y variados con soluciones que se enfocan en la preconstrucción hasta agregar los toques finales a un proyecto. A pesar de las posibilidades que tiene la robótica, Erol Ahmed, director de comunicaciones de Built Robotics, cree que la definición de robots a menudo se malinterpreta cuando se trata de construcción.

Él dice: “Cuando imaginamos robots, pensamos en máquinas similares a humanos con el conjunto completo de capacidades de una persona. Cuando se trata de construcción, los robots realmente significan autonomía y tecnologías de asistencia que ayudan a los trabajadores calificados a realizar el trabajo de manera más segura, productiva y precisa.

“Estos pueden ser dispositivos pequeños, máquinas hechas a la medida o actualizaciones del mercado de accesorios para equipos existentes como el Exosystem de Built Robotics. Los robots toman todas las formas y formas”.

David Burczyk, líder de robótica de construcción en Trimble (Foto: Trimble)

Para David Burczyk, líder de robótica de construcción en Trimble, un robot tiene un significado algo similar. Al hacer la pregunta ‘¿cómo defines lo que es un robot?’, Burczyk tiene que hacer una pausa por un momento, a pesar de que lleva más de diez años trabajando en la industria. Esto parecería demostrar que la robótica ha recorrido un largo camino solo en los últimos años y el desarrollo no muestra signos de desaceleración.

“Es interesante porque tenemos nuestras estaciones totales y nos referimos a ellas como estaciones totales robóticas”, dice Burczyk. “Tomamos un enfoque en el que una estación total mecánica tradicional tenía dos personas operando, por lo que teníamos una persona en el instrumento y otra con la palanca de diseño, y esas dos se comunicaban de un lado a otro para tomar sus medidas topográficas. Para nosotros, eso se convirtió en un robot.

“Tomamos un trabajo de dos hombres y lo convertimos en un solo operador. No se mueve necesariamente con patas o ruedas ni nada por el estilo, sino que actúa de forma robótica y se convierte en un compañero de trabajo en el lugar de trabajo”.

Tanto Ahmed como Burczyk están de acuerdo en que un enfoque de ‘talla única’ para la definición de robótica en la construcción no captura completamente la magnitud de las posibilidades que ofrece la tecnología.

Automatización de la construcción

La robótica puede desempeñar un papel en una variedad de tareas en el sitio, pero la automatización es lo que la diferencia de otras tecnologías. La automatización de los procesos de construcción es algo que estamos empezando a ver cada vez más, especialmente en proyectos urbanos más grandes donde el tiempo y el dinero son obstáculos. La automatización tiene el potencial de llevar a cabo tareas riesgosas y plagadas de lesiones que los trabajadores de la construcción a menudo deben enfrentar, lo que reduce las muertes de los trabajadores.

Matthew Johnson-Roberson, director del Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon, ve la tendencia continua de la automatización en las cartas para el futuro de la robótica. Él ve la tecnología en desarrollo para subtareas y más escalabilidad en términos de confiabilidad mientras se reducen los costos.

Burczyk de Trimble ha estado hablando con quienes están en el terreno y descubrió que se trata de invertir dinero en un producto que se puede usar una y otra vez y que realmente agrega valor a un proyecto. “Lo que escuchamos cuando hablamos con nuestra base de clientes es que realmente quieren automatizar los procesos. Los contratistas generales que están usando los escáneres láser, están tomando presupuestos que ya tienen, para documentar la construcción con escáneres láser.

“Normalmente, en esas aplicaciones hoy en día les da una oportunidad de ir al sitio de trabajo, capturar un escaneo y eso es todo. Al tomar ese mismo presupuesto e invertirlo en robótica, ahora tienen la capacidad de tomar los datos desde el comienzo del proyecto hasta el final del proyecto, capturados tantas veces como quieran. Esto está abriendo una nueva frontera para que obtengan algunos análisis de datos y tengan nuevos conocimientos sobre el proyecto que simplemente no tenían antes”.

La empresa de investigación de mercado IDTechEx dice que la movilidad autónoma es una de las partes más importantes de la autonomía de los robots. Con la creciente demanda de soluciones autónomas en una serie de industrias, incluida la construcción, la empresa concluye que la movilidad autónoma tendrá un crecimiento más sin precedentes que nunca.

Desarrollo conjunto de soluciones

En octubre de 2020, Trimble anunció una alianza estratégica con Boston Dynamics para desarrollar conjuntamente una solución para llevar la robótica a la industria de la construcción y la construcción civil.

Para recopilar datos de construcción en el sitio de trabajo, Trimble tiene tres cargas útiles diferentes en las que planean enfocarse. El primero que la compañía con sede en EE. UU. ha lanzado al mercado es la captura de la realidad: el escáner Trimble X7 se está utilizando actualmente con ‘Spot the dog’ de Boston Dynamics, con más planes para estaciones totales robóticas en el futuro.

Colaboración de Trimble y Boston Dynamics (Foto: Trimble)

El escáner X7 de Trimble es un escáner láser terrestre, que va desde diferentes posiciones o puntos intermedios y captura escaneos láser AA360 desde cada uno de esos puntos intermedios.

Burczyk es una de las mentes detrás de la colaboración de escáneres de Trimble con Spot. “Con Spot le enseñas un camino o una misión que quieres que siga, y luego puede ejecutar esa misión de forma autónoma, tantas veces como quieras.

“Una vez que lo entrenas a dónde ir, le estás diciendo dónde es seguro que opere y dónde están las áreas que deseas recolectar. Es a lo largo de ese camino que define esos puntos de ruta y en cada punto de ruta es donde funciona el escáner láser”.

El escáner láser realiza la misma tarea una y otra vez mientras mantiene un nivel constante de recopilación de datos, una función que es repetitiva y servil para los trabajadores calificados.

A medida que la robótica se abrió paso en la industria de la construcción, se ha debatido si esto respalda la escasez de habilidades o fomenta la pérdida de empleos.

Burczyk cree que es una cuestión de colaboración. “Cuando me incorporé por primera vez, hace unos 10 años, introdujimos las estaciones totales robóticas en el lugar de trabajo. Esa fue la primera introducción de un robot en la construcción. Había mucho miedo en ese momento, que estabas quitando trabajos; luego, a medida que se implementó en más flujos de trabajo, la gente lo vio como una pieza colaborativa y no como algo que los reemplazara”.

Johnson-Roberson de la Universidad Carnegie Mellon está de acuerdo con Burczyk y dice que la introducción de robots en el sitio de construcción requerirá trabajo en equipo. “Creo que la colaboración es fundamental. No hay ningún sistema completo en ningún lugar cerca de estar listo para hacerse cargo de todos los elementos de construcción.

“Les digo a los trabajadores que piensen en excavar sin una retroexcavadora [cargadora] o construir edificios altos sin grúas. Es impensable. Creo que la próxima generación de todo ese tipo de herramientas será más inteligente y segura, además de reducir las lesiones y mejorar la eficiencia, lo que será positivo para los trabajadores y desarrolladores”.

Identificación de cuellos de botella

Junto con la aprensión que rodea a los trabajos, a muchos les preocupa que esto pueda ser el comienzo de que los robots se hagan cargo de proyectos completos. Ahmed de Built Robotics se apresura a desacreditar este mito.

“En lugar de preguntar si los robots alguna vez tomarían el control por completo, deberíamos preguntarnos si necesitamos que “tomen el control”. La respuesta corta es no”, dice.

“Deberíamos crear robots cuidadosamente y de manera original, que es el enfoque que han estado adoptando las industrias de la construcción, la minería y la agricultura. En lugar de tratar de recrear el comportamiento humano, estas industrias han identificado sus mayores cuellos de botella en términos de mano de obra, productividad y peligros, y trabajan desde el problema hasta la solución. De esta forma, creamos robots que tienen sentido y valor económico inmediato, al mismo tiempo que creamos lugares de trabajo más seguros y eficientes.

Robot Spot de Boston Dynamics con sistema de escaneo 3D Trimble X7 (Foto: Trimble)

“Al final del día”, dice Ahmed, “los robots son herramientas en manos de trabajadores calificados, quienes finalmente deciden cómo y cuándo tiene sentido un robot”.

Los robots en la construcción están demostrando ser herramientas efectivas que están siendo bien recibidas por trabajadores y contratistas. Built Robotics dice que han capacitado a trabajadores calificados para convertirse en “Operadores de equipos robóticos” (REO). Ahmed agrega que esto mantiene a los trabajadores involucrados con los últimos avances en autonomía y les permite administrar los robots de Built Robotics en los lugares de trabajo.

Ahmed destaca que al capacitar e involucrar a todos en cómo se construyen e implementan los robots, podemos asegurarnos de que las personas y las máquinas trabajen juntas de maneras que hagan crecer la industria de la construcción, lo que beneficia a todos en todos los niveles.

Él dice: “Este enfoque nos permite superar los conceptos erróneos comunes sobre la robótica y nos mantiene enfocados en aplicaciones prácticas y de sentido común de tecnologías avanzadas, algo que ha hecho crecer y seguirá haciendo crecer el sector de la construcción”.

Como dice Ahmed, superar los conceptos erróneos que rodean a la robótica en la construcción es un punto de partida clave para su adopción en el futuro. Mientras que algunos están preocupados por si la robótica es el camino a seguir, hay otras empresas en la industria que están dando grandes pasos para asegurarse de que sean parte del futuro.

El fabricante estadounidense de equipos de elevación y manipulación de materiales Terex ha adquirido recientemente la empresa de robótica Apptronik con planes para cocrear posibles aplicaciones robóticas para los productos Terex. La compañía tecnológica está especializada en el desarrollo de soluciones robóticas móviles y versátiles.

Los cofundadores de Apptronik han trabajado en sistemas avanzados centrados en el ser humano, incluido el robot Valkyrie de la NASA para el DARPA Robotics Challenge. Otros proyectos de Apptronik incluyen Astra, un robot humanoide de la parte superior del cuerpo empaquetado en una forma pequeña, lo que permite colocarlo en cualquier plataforma de movilidad y, más recientemente, Apollo, un humanoide versátil respaldado por la NASA diseñado para escalar y aplicarse a numerosas aplicaciones.

A medida que continuamos viendo más soluciones robóticas en el mercado, existe la esperanza de que puedan comenzar a resolver algunos de los desafíos que enfrenta la industria de la construcción, ya sea la escasez de habilidades o la mejora de las medidas de salud y seguridad, y tal vez llegue un momento en el que Las soluciones robóticas son tan fundamentales en nuestros proyectos como otros equipos.

Primer robot de instalación de paneles solares en el campo El robot de instalación de paneles solares, Solar Trax 824, es el primer robot de producción en el campo que instala paneles solares. La máquina de Bailey Cranes puede levantar paneles de 8 pulgadas de alto y atravesar 24 pulgadas para manejar la mayoría de los diseños de campos solares. La compañía que está detrás del robot dice que la máquina base está impulsada por orugas, lo que proporciona un alto grado de tracción y capacidad de terreno. Diseñado para terrenos irregulares y pendientes pronunciadas, se dice que el conjunto superior se nivela automáticamente para aumentar la estabilidad y facilitar la colocación de los paneles. El robot funciona a través de funciones hidráulicas que incluyen movimiento programado que combina múltiples pasos, como “Levantar-Izquierda”, que eleva los paneles desde la posición central, los desplaza lateralmente hacia el marco de soporte y lo baja en su lugar. Otras funciones incluyen “Inicio”, que devuelve la bandeja a la posición central para recargar y “Drive-Increment”, que impulsa la máquina hacia adelante la distancia exacta para la instalación de los siguientes 4 paneles. Bailey Cranes dice que, al incorporar sistemas de visión de la industria de vehículos autónomos, el robot puede ubicar con precisión los paneles solares en la estructura de montaje.