La revolución de los robots colaborativos: el futuro de la fábrica inteligente

(Dan Tri) - Ya no son máquinas gigantes encerradas en jaulas de cristal: una nueva generación de robots está entrando a las fábricas como "colegas".

Robots colaborativos: una nueva palanca para la eficiencia en la fabricación

El mundo está siendo testigo de una revolución silenciosa pero profunda en el sector manufacturero.

Ya no se trata de robots gigantes encerrados en jaulas de cristal como antes, sino de "colegas" robóticos inteligentes que pueden trabajar junto a los humanos de forma segura y eficaz. Esto ya no es ciencia ficción, sino una realidad que está ocurriendo ante nuestros ojos.

Según el último informe de McKinsey & Company, el mercado global de robots industriales ha alcanzado un récord de 16.500 millones de dólares en valor de nuevas instalaciones, con más de 4,28 millones de robots operando en fábricas de todo el mundo.

Esta cifra no sólo refleja el fuerte crecimiento de la industria, sino que también señala una nueva era en la que los robots ya no son una solución de lujo reservada para las grandes corporaciones.

La mayor diferencia entre la ola actual de robots y las generaciones anteriores es la capacidad de "cooperar" con los humanos.

Estos robots "colaborativos" están diseñados para trabajar junto a los trabajadores, no para reemplazar completamente el trabajo humano, sino para apoyar y mejorar la productividad. Gracias a sensores avanzados y sistemas de control inteligentes, pueden detectar la presencia humana y ajustar sus movimientos en consecuencia, garantizando una seguridad absoluta.

El mercado de la robótica colaborativa está en auge a un ritmo impresionante. De 2140 millones de dólares en 2024, se prevé que alcance los 11 640 millones de dólares para 2030, lo que equivale a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) de hasta el 31,6 %.

Esta cifra refleja la creciente demanda de las empresas de soluciones de automatización flexibles y fáciles de implementar.

Del piloto a la escala real

Uno de los mayores desafíos que enfrentan las empresas no es implementar robots piloto, sino escalar la aplicación.

Según una encuesta de McKinsey, alrededor del 40% de los ejecutivos dijeron que, si bien sus proyectos piloto de robótica eran emocionantes y atraían mucho interés en la fabricación, el valor comercial real no estaba claro.

El mercado de robots colaborativos está en auge a un ritmo de crecimiento impresionante (Foto: Genedge).

Esto no significa que los robots no sean eficaces, sino que se trata de un enfoque de enfoque. En lugar de considerar los robots como una herramienta para comprar y usar, las empresas deben pensar en desarrollar capacidades integrales de automatización. Este es un cambio de mentalidad significativo: pasar de invertir en equipos a desarrollar capacidades operativas.

“La gran diferencia radica en que la automatización tradicional ofrece una solución universal para una sola aplicación”, afirma Ujjwal Kumar, de Teradyne Robotics. “La nueva generación de robots con IA cuenta con productos estándar que sirven para múltiples aplicaciones. Se pueden implementar en múltiples aplicaciones mediante software y algunas diferencias en las herramientas de extremo a extremo”.

Esto significa que en lugar de necesitar 100.000 configuraciones diferentes como la tecnología anterior, Universal Robots ahora solo necesita 6 configuraciones para dar servicio a 100.000 instalaciones de robots colaborativos en todo el mundo.

Esta es la clave para reducir drásticamente el costo total de propiedad de la nueva generación de automatización.

IA: El alma de la nueva generación de robots

La tendencia a integrar inteligencia artificial en robots es cada vez más fuerte. Al aprovechar diversas tecnologías de IA, los robots pueden realizar diversas tareas con mayor eficiencia.

La IA analítica permite a los robots procesar y analizar grandes cantidades de datos recopilados por sus sensores. Esto ayuda a gestionar la variabilidad y la imprevisibilidad en entornos exteriores, producción de alta complejidad y bajo volumen, y entornos públicos.

Los robots equipados con sistemas de visión artificial, por ejemplo, analizan tareas pasadas para identificar patrones y optimizar sus operaciones para lograr una mayor precisión y velocidad.

Los sistemas de visión artificial juegan un papel importante en la fabricación de robots (Foto: New Ocean).

Los fabricantes de robots y chips están invirtiendo recientemente en el desarrollo de hardware y software especializados que simulan entornos reales. Esta inteligencia artificial física permite a los robots entrenarse en entornos virtuales y operar basándose en la experiencia, en lugar de una programación rígida.

“Nuestra visión es crear robots versátiles que puedan ir a cualquier lugar donde los humanos puedan ir, comprender y manipular su entorno en armonía”, explica Marc Theermann de Boston Dynamics.

Y solo cuando pueden hacer las tres cosas, se tiene un robot realmente multiusos. Durante los últimos 30 años, hemos estado trabajando en la parte de "ir a cualquier parte" y nos hemos vuelto bastante buenos en ello. Ahora, nuestros robots pueden ir casi a cualquier lugar al que pueda llegar un humano.

Los dos siguientes desafíos que intentan resolver son la comprensión semántica y la manipulación. Ahí es donde pasan la mayor parte de su tiempo.

Éstos son los elementos básicos para la escala masiva que la gente está prediciendo para este tipo de robots.

Tecnología que cambia el juego

Otro avance importante en el campo de la robótica es la tecnología Digital Twin.

Los gemelos digitales son réplicas virtuales de sistemas físicos que reflejan sus contrapartes reales en tiempo real. Estos modelos utilizan datos de sensores y máquinas para simular el comportamiento y el rendimiento de sus contrapartes físicas.

Al proporcionar una representación digital detallada, los gemelos digitales permiten la monitorización, el análisis y la optimización continuos de los sistemas que replican. Esta tecnología es especialmente valiosa para mitigar los riesgos de la implementación de robots.

Como comenta Ujjwal Kumar: «Con un Gemelo Digital, algunos de los riesgos que mencionas desaparecen. Ahora puedes implementar un nuevo sistema automatizado en un mundo virtual, probarlo, perfeccionarlo y, desde ese mismo Gemelo Digital, descargar el código al entorno de producción».

El gemelo digital es una réplica virtual de los sistemas físicos que refleja sus contrapartes del mundo real en tiempo real (Foto: Future).

Esto permite a las empresas simular y optimizar sus sistemas de fabricación con el Gemelo Digital antes de realizar una inversión de capital real. Las empresas pueden esperar un retorno de la inversión en uno a tres años y minimizar el riesgo de integración con los sistemas de TI y OT existentes, facilitando así la adopción de la robótica.

Una tendencia creciente en robótica que seguirá creciendo este año y en adelante es el desarrollo del Manipulador Móvil, comúnmente conocido como MoMa.

Estos robots industriales son el resultado de combinar tareas realizadas por brazos robóticos, como agarrar, levantar o mover objetos, con la capacidad de los robots de navegar por el espacio.

MoMa consiste en un robot móvil autónomo (AMR) integrado con un brazo robótico equipado con herramientas adecuadas.

Los robots manipuladores móviles pueden realizar tareas de fabricación predefinidas en equipos o recuperar componentes de una línea de producción o almacén. Esta flexibilidad permite el transporte automatizado de materiales a cualquier ubicación, lo que supone un nuevo nivel de eficiencia en la gestión de la fabricación y el almacenamiento.

Esta movilidad no sólo amplía el rango operativo de los robots, sino que también les permite adaptarse a diseños de fábrica cambiantes y satisfacer las necesidades de una fabricación flexible y móvil.

En lugar de estar fijo en una ubicación, MoMa se puede implementar de manera flexible según las necesidades del negocio, optimizando la utilización de recursos y mejorando la eficiencia general.

Una de las mayores barreras para la adopción de la robótica siempre ha sido el elevado coste de inversión inicial, especialmente para las pequeñas y medianas empresas (Foto: ITG Technology).

Una de las mayores barreras para la adopción de la robótica siempre ha sido el elevado coste de inversión inicial, especialmente para las pequeñas y medianas empresas.

Robots as a Service (RaaS) está cambiando esto al permitir que las empresas implementen robots mediante un modelo de suscripción o alquiler en lugar de comprarlos directamente.

El modelo RaaS ofrece varias ventajas, entre ellas escalabilidad, resiliencia y flexibilidad, lo que lo convierte en una opción ideal para misiones de búsqueda y rescate, monitoreo ambiental, fabricación, agricultura y exploración espacial.

RaaS ayuda a las empresas a escalar la fabricación local sin grandes riesgos de capital, lo que efectivamente “permite a los fabricantes que producen cerca de casa trasladar la producción más cerca de sus mercados de consumo sin sacrificar la rentabilidad”.

Desafíos y oportunidades por delante

A pesar de las perspectivas positivas, la industria de la robótica aún enfrenta desafíos importantes. Una de las mayores barreras es la falta de habilidades en la fuerza laboral actual.

La fuerza laboral actual carece de la experiencia necesaria para implementar y gestionar robots autónomos. Si bien esto ha provocado una escasez de mano de obra, una forma de abordarla es facilitar el acceso a los robots mediante programas de formación específicos para dotar a los trabajadores de las habilidades necesarias.

Los avances tecnológicos han superado los marcos actuales de educación y capacitación. Los trabajadores a menudo no están preparados para manejar sistemas robóticos modernos, desde la programación hasta el mantenimiento.

Este desequilibrio ralentiza la adopción de la automatización y agrava la escasez de mano de obra a medida que las empresas luchan por encontrar personal calificado.

Para abordar esta cuestión es necesario actualizar los programas educativos para incluir tecnologías avanzadas de robótica y automatización.

Las alianzas con la industria pueden brindar capacitación práctica y experiencia práctica mediante prácticas y aprendizajes. Como señala Ani Kelkar, de McKinsey: «Cuando encuestamos a ejecutivos sobre las barreras, el 61 % indicó que una de las principales era que, incluso si encontraban un buen plan de negocios, simplemente carecían de la capacidad interna para ejecutarlo».

La fuerza laboral actual carece de la experiencia necesaria para implementar y gestionar robots autónomos (Foto: Mecalux).

Para implementar robots con éxito, las empresas necesitan cambiar su enfoque y dejar de centrarse en la pura eficiencia para priorizar la flexibilidad.

Ujjwal Kumar aconseja a los líderes que reconsideren la automatización desde la perspectiva de la flexibilidad, no solo de la eficiencia. Las herramientas de automatización tradicionales se diseñaron para entornos de fabricación de alto volumen y baja variabilidad. Pero el mercado actual exige agilidad.

Impactos sociales y laborales

Una preocupación común sobre los robots es su capacidad para reemplazar la mano de obra humana. Sin embargo, la realidad es que los robots, especialmente los robots colaborativos, están diseñados principalmente para complementar la labor humana, no para reemplazarla por completo.

“No se trata de reemplazar a las personas”, enfatiza Ani Kelkar. “Se trata de hacer que el trabajo sea más seguro, más flexible y más significativo; libera a los trabajadores para que se concentren en tareas de mayor valor. Hay muchas tareas repetitivas que no aprovechan al máximo las habilidades de nuestra fuerza laboral”.

Automatizar estas tareas mientras se invierte en el desarrollo de capacidades ayuda a mejorar la fuerza laboral y prepararla para el futuro de las operaciones.

De hecho, según Deloitte Consulting, podría haber 2 millones de nuevos empleos en el sector manufacturero para 2025. Esto refleja la tendencia de que los robots crean más empleos nuevos de los que eliminan, especialmente en las áreas de ingeniería, mantenimiento, programación y operaciones de sistemas.

Los desafíos de la fuerza laboral, incluida el envejecimiento de la población y el menor interés en los trabajos de fábrica, están impulsando la adopción de robots.

Por ejemplo, en Estados Unidos faltan 400.000 soldadores, mientras que Europa informó más de 200.000 vacantes en la construcción en 2020.

Los robots cubren estas carencias realizando tareas repetitivas que requieren mucha mano de obra, lo que los convierte en activos valiosos tanto para empresas pequeñas como grandes.

Nuevas perspectivas tecnológicas en el futuro

La tecnología robótica avanza hacia nuevos avances. La IA generativa se está integrando en los robots para crear comportamientos más inteligentes y adaptativos.

Estos proyectos tienen como objetivo crear un “momento ChatGPT” para la IA física, cuando los robots puedan comprender e interactuar con el entorno de forma tan natural como los humanos.

La tecnología avanzada de sensores está haciendo que los robots sean más sensibles a su entorno.

Se están desarrollando sensores biónicos para ofrecer capacidades de detección tan delicadas como la piel humana. Los avances en la tecnología de pinzas utilizan la biología para lograr una alta fuerza de agarre con un consumo de energía prácticamente nulo.

La robótica de enjambre está abriendo la posibilidad de implementar muchos robots pequeños que trabajen juntos para completar tareas complejas.

Este enfoque ofrece varias ventajas, entre ellas escalabilidad, resiliencia y flexibilidad, lo que hace que la robótica de enjambre sea una opción ideal para misiones de búsqueda y rescate, monitoreo ambiental, fabricación, agricultura y exploración espacial.

Fuente: https://dantri.com.vn/cong-nghe/cuoc-cach-mang-robot-hop-tac-tuong-lai-cua-nha-may-thong-minh-20250905101445097.htm