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Industria 4.0 y robótica colaborativa. El futuro ya está aquí
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Caso de éxito
Industria 4.0 y robótica colaborativa. El futuro ya está aquí
Paula Llavina Rubio
MC MUTUAL
09/10/2019
Industria 4.0 y robótica colaborativa. El futuro ya está aquí

El centro tecnológico Eurecat lidera el proyecto europeo Sharework, que tiene el objetivo de implementar tecnologías innovadoras de inteligencia artificial para posibilitar la colaboración efectiva de robots con trabajadores sin necesidad de barreras físicas de protección, incrementado la productividad de los procesos y mejorando la ergonomía de los puestos de trabajo dónde se implante.


EURECAT, CENTRO TECNOLÓGICO DE CATALUÑA

Proveedor de tecnología innovadora y diferencial, Eurecat da respuesta a las necesidades de innovación de las empresas y las impulsa a ser tecnológicamente competitivas en el mundo empresarial, convirtiéndose también en un puente natural entre el mundo de la investigación aplicada y el tejido económico.

En su página web, Eurecat se define como el principal socio tecnológico de las empresas, de todo tipo de dimensiones y sectores. En datos cuantitativos, esta definición se resume en más de 650 profesionales, 160 grandes proyectos consorciados de I+D, 1.500 empresas clientes, 81 patentes y 7 spin-offs.

Con tres áreas de conocimiento, industrial, digital y biotecnológica, el centro tecnológico participa activamente tanto en proyectos españoles como europeos e internacionales, siempre con el objetivo principal de buscar soluciones tecnológicas disruptivas para mejorar la competitividad del tejido empresarial y potenciar la transferencia tecnológica a otras instituciones, así como de fortalecer la capacidad innovadora, buscar soluciones a retos sociales y reforzar el tejido económico.


SHAREWORK, UN PROYECTO COLABORATIVO DE ROBOTS CON TRABAJADORES

Sharework es uno de los proyectos europeos que actualmente lidera Eurecat. Se inició en noviembre de 2018 y finalizará el 31 de octubre de 2022, y cuenta con un presupuesto de 7,3 millones de euros. Se enmarca en la línea “Transformando la Industria Europea” de la convocatoria Horizonte 2020, que tiene como fin la implementación de tecnologías innovadoras de inteligencia artificial para posibilitar la colaboración efectiva de robots con trabajadores.

Financiado íntegramente por la Comisión Europea, Sharework se lleva a cabo dentro de un consorcio formado por 15 socios de 6 países distintos (Alemania, España, Francia, Grecia, Italia y Luxemburgo) que engloba 6 instituciones de investigación (Eurecat, LMS, Fraunhofer, CNR, Tuda, RWTH); 8 socios industriales, de los cuales 3 son pymes (Strane-Francia, STAM-Italia, Goizper-España) y 5 grandes empresas (Alstom-España, Cembre-Italia, Nissan-España, Intrasoft-Luxemburgo y MCM-Italia), además de un organismo de normalización (UNE-España).

El objetivo principal del proyecto Sharework, que se realizará en España, Italia, Luxemburgo, Francia, Alemania y Grecia, es llevar al mercado un nuevo sistema inteligente integrado por diferentes módulos de software, con el propósito de impulsar el trabajo conjunto entre operarios y robots sin necesidad de barreras físicas de protección, incrementado la productividad de los procesos y mejorando la ergonomía de los puestos de trabajo dónde se implante. Un reto interesante y que genera mucha expectativa, sobre todo en materia de seguridad laboral.

“Es el primer proyecto de robótica colaborativa con una envergadura tan grande. Hasta ahora se habían hecho otros proyectos, pero eran más acotados y cerrados. Un proyecto como Sharework, con tantos centros implicados, no se había hecho aún”, comenta Gerard Tarragó, coordinador técnico del proyecto.


GARANTIZAR LA SEGURIDAD CON LA IMPLICACIÓN DE LOS TRABAJADORES

Dicho de otra manera, Sharework, que significa Safe and effective HumAn-Robot coopEration toWards a better cOmpetiveness on cuRrent automation lacK manufacturing processes, busca establecer un sistema modular pensado para adecuar la robótica colaborativa a cada proceso industrial y a los propios trabajadores, y que además permita la adaptación de los robots existentes en cada planta para una cooperación más efectiva con los humanos. Según el coordinador del proyecto, Jesús Pablo González, “las industrias podrán contar con un sistema de inteligencia artificial destinado a la mejora de la eficiencia de los procesos de fabricación, garantizando al mismo tiempo la seguridad del trabajador”.

Tarragó comenta que “habrá un seguimiento a tiempo real de las acciones y las tareas habituales que realiza el trabajador, a partir de cámaras colocadas en el lugar de trabajo, con el objetivo de dotar de la inteligencia necesaria al robot para que éste interaccione con el humano, incluyendo no solo las acciones rutinarias, sino también los imprevistos. De esta manera, se aportará la seguridad necesaria en la colaboración”.

Para conseguir este reto de forma global, Sharework quiere implicar a los trabajadores: “ya se están realizando entrevistas con los operarios de las empresas para que nos expliquen su visión, qué problemas tienen, qué tareas les gustaría sustituir, etc. Posteriormente, se realizará un seguimiento y nos volveremos a reunir con ellos para ver si las decisiones tomadas a partir de sus opiniones han mejorado realmente sus condiciones de trabajo”, añade Tarragó.


IMPLANTACIÓN EN CUATRO TIPOS DE ESCENARIOS INDUSTRIALES

En este escenario de crecimiento de la robótica colaborativa, Sharework comenzará con la aplicación de la colaboración hombre-robot en cuatro tipos de escenarios industriales reales en los sectores de la automoción, el ferrocarril, el metal y la fabricación de bienes de equipo. “Al tratarse de un proyecto ambicioso, lo primero que tuvimos claro es que no queríamos que fuera algo puntual, por lo que se propusieron cuatro casos de uso completamente diferentes que, además, fueran importantes y significativos a nivel europeo”, afirma Tarragó.

Para ello, se desarrollará un software modular basado en la colaboración hombre-robot, con capacidad de adaptarse de forma flexible y eficiente a las tareas requeridas, gracias a la percepción del entorno del robot mediante múltiples sensores, el procesamiento inteligente de los datos, la realidad aumentada y la tecnología de reconocimiento de gestos y del habla.

Este planteamiento de proyecto modular hará que Sharework no se entienda como un producto único, sino que sus diferentes partes podrán funcionar por sí solas y combinarse de diferentes maneras, incluso con nuevas tecnologías que puedan aparecer. Además, esta flexibilidad tecnológica deberá permitir cubrir futuras demandas que no necesariamente estén representadas en estos sectores. Un proyecto con visión de futuro.

Las cuatro empresas que participan en el proyecto son Nissan, del sector de la automoción; Goizper Group, del sector de bienes de equipos; Alstom, del sector del ferrocarril, y Cembre, del sector del metal. “Todas ellas son empresas que creen en la innovación y ya han automatizado parte de sus plantas, y ahora quieren también ir un paso más allá en la producción para que los robots realicen las tareas potencialmente peligrosas para los trabajadores”, afirma Tarragó.


FASES DEL PROYECTO

El proyecto cuenta con cuatro fases diferenciadas:

Fase 1. Conceptualización

Incluye el análisis del entorno de trabajo y de las necesidades del trabajador. Es en esta fase cuando la parte del factor humano toma una importancia más significativa. Tarragó afirma: “hay un paquete de trabajos muy importante que implica a los propios trabajadores. Queremos que los trabajadores sean partícipes a la hora de definir cómo serán sus condiciones, cómo ellos ven la colaboración con los robots, cómo les gustaría que fuera, cuáles son sus miedos. Es un proyecto ambicioso en el sentido de que no funcionará solo a nivel formal y teórico, sino también a nivel práctico. Queremos un proyecto real y aceptado por los trabajadores”.

Fase 2. Desarrollo tecnológico

Con una temporización de dos años aproximados, durante esta fase se desarrollará la tecnología necesaria para dar respuesta al nuevo paradigma de producción a través de la aplicación de la colaboración hombre-robot. En estos momentos, el proyecto se encuentra en el inicio de esta fase.

Fase 3. Integración y validación

Esta fase se realizará en un entorno controlado que intentará recrear al máximo las nuevas condiciones de trabajo. Se irán realizando y validando todas las pruebas para, finalmente, pasar al entorno real.

Fase 4. Implantación en el entorno real

Instalación de un demostrador en las instalaciones de las empresas usuarias de la tecnología.


DEJANDO ATRÁS VIEJOS RIESGOS, PERO DANDO LA BIENVENIDA A NUEVOS

La metodología de trabajo de Sharework se inscribe en el marco de la denominada Industria 4.0, una de cuyas innovaciones implica que hombre y robot se sitúen en la misma zona de trabajo y colaboren combinando las capacidades de ambos. Para que sea posible, es necesario que el robot sea capaz de adaptar una serie de variables, como velocidad y fuerza, de un modo flexible para garantizar la seguridad del trabajador, además de participar de un modo eficaz en el proceso industrial.

Hay varios tipos de interacción, que tienen que ver con el espacio y el tiempo:

  • Espacio similar + tiempo diferente: cooperación
  • Espacio diferente + tiempo similar: coexistencia
  • Espacio similar + tiempo similar: totalmente colaborativa

A nivel genérico, esta nueva tipología de trabajo supone nuevos retos en materia de prevención de riesgos laborales y seguridad laboral. La robótica colaborativa puede rebajar algunos riesgos habituales hasta hoy, como la manipulación de cargas, los movimientos repetitivos y las posturas forzadas, pero, a la vez, se pueden generar nuevos: mecánicos (cortes, enganches, aplastamientos…), debidos a la posible colisión entre el robot y la persona; trastornos musculoesqueléticos, debidos a la posible imposición de ritmos de trabajo altos por parte del robot al trabajador, o psicosociales (miedo, estrés…), debidos a la presencia constante del robot en torno a la persona. El debate está servido, y los nuevos riesgos que se podrán generar darán mucho que hablar.

A nivel de proyecto, tanto Tarragó como González coinciden en que el obstáculo principal a superar será, sobre todo, psicosocial: “Si hasta ahora los riesgos físicos relacionados con operar una herramienta eran más relevantes, quien sabe si ahora damos la vuelta y todo lo que sea ‘la persona enfrentándose a un cambio de paradigma’ será más importante”, afirma González.

De las palabras de los coordinadores, se prevé la aparición de nuevos miedos:

  • El miedo del trabajador a que el robot le haga daño cuando haya contacto, y más si éste es accidental o involuntario. Aquí entra en juego la primera de las tres leyes de la robótica de Isaac Asimov: “Un robot no hará daño a un ser humano o, por inacción, permitirá que un ser humano sufra daño”. Tarragó afirma que “el control de la maquinaria ya no depende exclusivamente del trabajador, ya que el robot tiene su propio ‘cerebro’ y toma decisiones. Ante esta nueva situación, el operario debe estar seguro de que el robot no le hará daño, y la mejor manera de perder este miedo es que el robot funcione correctamente y pueda percibir las acciones de los trabajadores. Y de ello ya se encargará la robótica colaborativa y proyectos como Sharework”.
  • El miedo ligado con la aceptación. Los trabajadores deberán aceptar al robot y verlo como un ‘nuevo compañero’ de trabajo que les facilitará la vida.
  • El miedo por el propio cambio en la manera de trabajar. Por ejemplo, los robots pueden forzar a los operarios a trabajar más rápido: “cada persona tiene su ritmo, y se debe gestionar adecuadamente. Si un robot va más rápido, puede acabar generando frustración a la persona y que se pierda la sintonía que precisamente se está buscando en la robótica colaborativa. Tecnológicamente se puede solucionar, intentando determinar todos los pasos del usuario y sus velocidades para adaptar al robot a éstos”, afirma González.


Para ello, deberán tomarse las medidas preventivas pertinentes, entre ellas, la formación a todos los niveles. González comenta: “una de las medidas que ya estamos tomando es comenzar a trabajar de base en todos los niveles de la empresa. Además, dentro del proyecto también está previsto trabajar con material de formación, de manera que las personas del lugar de trabajo conozcan qué se les está ofreciendo. Al final, el robot es una herramienta compleja que debe saberse utilizar, y se debe acompañar a los trabajadores para que puedan adoptar esta nueva tecnología”.

En todo caso, desde Sharework lo tienen claro: “la primera condición en temas de seguridad es que la inclusión de una nueva herramienta no empeore los riesgos existentes del trabajador. Una vez asegurada esta condición, el objetivo principal es minimizar estos riesgos”, afirma Tarragó. Concluye con que “este proyecto quiere ayudar a hacer más fácil el día a día del trabajador. De hecho, hay una parte muy importante del proyecto llevada a cabo por consultores especializados en el factor humano que realizan específicamente esta tarea. Los operarios ayudarán a diseñar el espacio.”


ERGONOMÍA EN EL PUNTO DE MIRA

Uno de los objetivos principales de Sharework es mejorar las condiciones de los trabajadores. De hecho, cuando se introduce una automatización, aparte de buscar productividad también se busca mejorar las condiciones en las que se encuentran los trabajadores: disminuir su esfuerzo físico, disminuir los movimientos repetitivos en tareas rutinarias y, por último, y en este caso se trata de una contribución específica de este proyecto, tener en cuenta aspectos de ergonomía: el sistema contará con unas cámaras repartidas en el entorno de trabajo que podrán monitorizar la posición de la persona y recomendar al trabajador posiciones más ergonómicas. “Veremos con qué frecuencia, pero el objetivo es que el sistema pueda proporcionar estas recomendaciones, si no en el mismo momento, al cabo de horas”, concluye González. Esta herramienta permitirá también que el robot se pueda adaptar también a las características físicas del trabajador, por ejemplo, su altura.

Cámaras grabándome constantemente. ¿Y mi privacidad?

“Todo está contemplado”, afirma Tarragó. “Esta monitorización conlleva de por sí la cuestión de la privacidad y confidencialidad. Los trabajadores pueden pensar que se les está espiando, por lo que se les debe explicar muy bien que solo se trabajará con datos específicos y se mantendrá el anonimato”.


EL AUGE DE LOS ROBOTS COLABORATIVOS Y LA SEGURIDAD LABORAL

Se calcula que, actualmente, en el mundo hay 2 millones de robots, especialmente en la industria de la automoción, sector en el cual la Unión Europea es uno de los líderes mundiales. Aunque los robots colaborativos (también llamados cobots) representan únicamente 5.000 unidades, la reducción de su precio y el auge de la Industria 4.0 han aumentado las inversiones en automatización y han comportado un mayor interés por parte de las empresas en invertir en robots, cuya valoración en el mercado se espera que llegue a los 3,7 billones de euros en 2023, dada la elevada tasa de retorno de la inversión.

Introducir un robot colaborativo ya está produciendo, y producirá, un cambio radical del lugar de trabajo. El acompañamiento de la empresa es imprescindible y los técnicos, ya sean de la propia empresa o externos, deben estar muy preparados para poder responder a los nuevos riesgos asociados. “Desde proyectos como el nuestro se puede ver el esfuerzo a nivel de empresa, pero será interesante ver cuáles serán los esfuerzos de todos los agentes implicados para adaptarse a esta nueva situación”, afirma González.

Para ayudar en esta tarea, a las ya conocidas normas EN ISO 10218 ‘Robots y dispositivos robóticos-Requisitos de seguridad para robots industriales’ (partes 1 y 2), en 2016 se publicó la especificación técnica ISO/TS 15066:2016 ‘Robots and robotic devices – Collaborative robots’, que complementa y detalla más profundamente los requisitos técnicos de seguridad para los sistemas de robots colaborativos, con el fin de garantizar la seguridad de los trabajadores. La nueva norma, que describe diferentes conceptos de colaboración y los requisitos necesarios para lograrlos, señala también que la operación de colaboración es un campo en desarrollo y que la nueva especificación técnica probablemente evolucionará en ediciones futuras, aspecto que debemos tener muy presente.

Sea como sea, las nuevas medidas en materia de seguridad laboral deberán realizarse, y ahora más que nunca, desde un enfoque multidisciplinar e integral. Y también desde un enfoque tecnológico e innovador.

 

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Referencias

Icono referencia 1,2. Pereda, J. S. (2018). Robots industriales colaborativos: una nueva forma de trabajo. Seguridad y salud en el trabajo, 6-10

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