Um grupo de instituições alemãs que inclui o Instituto de Fabricação Industrial, a Operação de Fábrica (IFF) da Universidade de Stuttgart e o Instituto Fraunhofer de Engenharia de Manufatura e Automação (IPA), estão desenvolvendo tecnologias que visam simplificar e automatizar a programação de robôs para tarefas de montagem. 

O projeto, denominado Rob-aKademI, tem por princípio a criação de uma imagem puramente digital, ou seja, um gêmeo digital, do ambiente de produção. Essa imagem combinada com uma estrutura de programação especial é usada em um ambiente de simulação física para permitir que os robôs aprendam habilidades de montagem flexível. Os robôs exploram autonomamente seus arredores no ambiente de simulação, planejam seu comportamento com base neles e os otimizam independentemente, aprendendo continuamente.

A inteligência artificial (IA) e, mais precisamente, a aprendizagem de máquina, em seu capítulo chamado "aprendizagem por reforço" são as ferramentas utilizadas no projeto. Isso significa que um algoritmo que reproduz as sinapses dos seres humanos  faz com que os autômatos aprendam pelo princípio de tentativa e erro. Eles recebem um sinal de “recompensa” por uma ação bem-sucedida, a fim de melhorar gradualmente.

 

Três módulos de aprendizagem

O projeto cria três módulos de aprendizagem relacionados à aplicação em vista, encapsulando o conhecimento especializado sobre programação de robôs e a operação da montagem a ser realizada. São eles o "módulo de percepção" para detecção de objetos, o módulo de aprendizado "união controlada por força" para estratégias de junção robustas e o módulo de aprendizagem "conexões snap-in", com um modelo físico de junção detalhado. 

Essas tecnologias são usadas para criar programas robóticos robustos para transferir os resultados da simulação para a realidade. Os parceiros do projeto validam seus resultados com a ajuda de três aplicações práticas: a montagem de quadros de distribuição, interruptores e placas de circuito impresso. 

 

Automação com valor agregado

O projeto Rob-aKademI pretende atender particularmente às necessidades de produção cada vez mais personalizada. Atualmente, os aplicativos de montagem exigem muito da programação do robô. Isso inclui processos diversos e ao mesmo tempo exigentes, geralmente controlados por força, um grande número de variáveis e curtos tempos de ciclo. Para muitas empresas e, especialmente as pequenas e médias, que desenvolvem produtos específicos, geralmente não vale a pena usar robôs para montagem, principalmente porque apenas um especialista pode fazer a programação. No entanto, o uso de robôs apresenta vantagens como assumir atividades não ergonômicas, perigosas ou monótonas e qualidade consistente na execução de tarefas. Eles também podem ser um fator decisivo de competitividade.

 

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Foto: Rainer Bez ( Fraunhofer IPA)

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