Un cobot , o robot colaborativo , también conocido como robot acompañante , es un robot diseñado para la interacción directa entre humanos y robots dentro de un espacio compartido o donde los humanos y los robots están muy cerca. Las aplicaciones de los cobots contrastan con las aplicaciones de robots industriales tradicionales en las que los robots están aislados del contacto humano o los humanos están protegidos por chalecos tecnológicos robóticos . [1] [2] La seguridad de los cobots puede depender de materiales de construcción livianos, bordes redondeados y limitación inherente de velocidad y fuerza, o de sensores y software que garanticen un comportamiento seguro. [3] [4]
La Federación Internacional de Robótica (IFR), [5] una asociación industrial global de fabricantes de robots y asociaciones nacionales de robots, reconoce dos grupos principales de robots: robots industriales utilizados en automatización y robots de servicio para uso doméstico y profesional. Los robots de servicio podrían considerarse cobots, ya que están destinados a trabajar junto con los humanos. Los robots industriales tradicionalmente han trabajado separados de los humanos detrás de vallas u otras barreras protectoras, pero los cobots eliminan esa separación.
Los cobots pueden tener muchos usos, desde robots de información en espacios públicos (un ejemplo de robots de servicio), [6] robots logísticos que transportan materiales dentro de un edificio, [7] hasta robots industriales que ayudan a automatizar tareas no ergonómicas como ayudar a las personas a mover piezas pesadas, o operaciones de alimentación o ensamblaje de máquinas.
El IFR define cuatro niveles de colaboración entre robots industriales y trabajadores humanos: [8]
En la mayoría de las aplicaciones industriales de los cobots actuales, el cobot y el trabajador humano comparten el mismo espacio pero completan tareas de forma independiente o secuencial (coexistencia o colaboración secuencial). La cooperación o la colaboración receptiva son actualmente menos comunes.
Los cobots fueron inventados en 1996 por J. Edward Colgate y Michael Peshkin, [9] profesores de la Universidad Northwestern . Su patente estadounidense titulada "Cobots" [10] describe "un aparato y método para la interacción física directa entre una persona y un manipulador de propósito general controlado por una computadora". La invención fue el resultado de una iniciativa de General Motors de 1994 liderada por Prasad Akella del Centro de Robótica de GM y una beca de investigación de la Fundación General Motors de 1995 destinada a encontrar una manera de hacer que los robots o equipos similares a los robots fueran lo suficientemente seguros como para trabajar en equipo con personas. [11]
Los primeros cobots aseguraban la seguridad humana al no tener una fuente interna de fuerza motriz . [12] En cambio, la fuerza motriz era proporcionada por el trabajador humano. [13] La función del cobot era permitir el control informático del movimiento, redirigiendo o dirigiendo una carga, de forma cooperativa con el trabajador humano. Más tarde, los cobots también proporcionaban cantidades limitadas de fuerza motriz. [14] General Motors y un grupo de trabajo de la industria utilizaron el término Dispositivo de Asistencia Inteligente (IAD) como alternativa a cobot, que se consideraba demasiado asociado con la empresa Cobotics. En ese momento, la demanda del mercado de dispositivos de asistencia inteligente y el estándar de seguridad "T15.1 Dispositivos de asistencia inteligente: requisitos de seguridad del personal" [15] era mejorar la manipulación de materiales industriales y las operaciones de ensamblaje de automóviles. [16]
Cobotics, [17] una empresa fundada en 1997 por Colgate y Peshkin, produjo varios modelos de cobots utilizados en el ensamblaje final de automóviles [18] [14] Estos cobots eran del tipo IFR Responsive Collaboration utilizando lo que ahora se llama "Hand Guided Control". La empresa fue adquirida en 2003 por Stanley Assembly Technologies.
KUKA lanzó su primer cobot, LBR 3, en 2004. [12] Este robot ligero controlado por ordenador fue el resultado de una larga colaboración con el instituto del Centro Aeroespacial Alemán . [19] KUKA perfeccionó aún más la tecnología, lanzando el KUKA LBR 4 en 2008 y el KUKA LBR iiwa en 2013. [20]
Universal Robots lanzó su primer cobot, el UR5, en 2008. [21] Este cobot podía operar de forma segura junto a los empleados, eliminando la necesidad de jaulas o vallas de seguridad. El nuevo robot ayudó a iniciar la era de los robots colaborativos flexibles, fáciles de usar y rentables. [12] En 2012, Universal Robots lanzó el cobot UR10, [22] y en 2015 lanzaron el UR3, más pequeño y con menor carga útil.
Rethink Robotics lanzó un cobot industrial, Baxter , en 2012 [23] y un robot colaborativo más pequeño y rápido, Sawyer, en 2015, diseñado para tareas de alta precisión. [24]
Entre 2009 y 2013, cuatro robots CoBot, diseñados, construidos y programados por el grupo de investigación CORAL de la Universidad Carnegie Mellon , recorrieron más de 130 kilómetros de recorrido autónomo dentro de edificios. [25]
FANUC [26] lanzó su primer robot colaborativo en 2015: el FANUC CR-35iA [27] con una carga útil pesada de 35 kg. [28] Desde entonces, FANUC ha lanzado una línea más pequeña de robots colaborativos, incluidos el FANUC CR-4iA, CR-7iA y la versión de brazo largo CR-7/L, y también una línea completa de cobots estándar, incluidos el CRX-5iA, CRX-10iA, CRX-10iA/L, CRX-20iA, CRX-20iA/L y CRX-30iA. También son la primera empresa del mundo en tener el primer cobot con clasificación a prueba de explosiones, utilizado en aplicaciones de pintura y otros entornos peligrosos como la carga de municiones o el trabajo en áreas que necesitan equipos con clasificación a prueba de explosiones. [29]
ABB lanzó YuMi en 2015, [30] el primer robot colaborativo de doble brazo. En febrero de 2021 lanzó GoFa, [31] que tenía una carga útil de 5 kg.
En 2019, Universal Robots era el líder del mercado, seguido de Techman Robot Inc. [32] Techman Robot Inc. es un fabricante de cobots fundado por Quanta en 2016. Tiene su sede en el Parque Tecnológico Hwa Ya de Taoyuan.
En 2020, el mercado de cobots industriales tuvo una tasa de crecimiento anual del 50 por ciento. [12]
En 2022, Brad Porter, ex vicepresidente e ingeniero distinguido de robótica en Amazon, fundó Collaborative Robotics (co.bot). [33]
En 2023, Collaborative Robotics recaudó una Serie A de 30 millones de dólares para comenzar a desarrollar y fabricar su novedoso cobot. [34]
En 2023, Gautam Siwach y Cheryl Li muestran aplicaciones transformadoras del procesamiento del lenguaje natural para mejorar la comunicación entre humanos y robots colaborativos ( UR3e ). [35]
La Asociación de Industrias Robóticas , un grupo de trabajo de la industria, publicó en marzo de 2002 el proyecto de norma de seguridad RIA BSR/T15.1 para dispositivos de asistencia inteligente. [36]
La norma de seguridad de robots (ANSI/RIA R15.06) se publicó por primera vez en 1986, después de 4 años de desarrollo. Se actualizó con ediciones más nuevas en 1992 y 1999. En 2011, ANSI/RIA R15.06 se actualizó nuevamente y ahora es una adopción nacional de las normas de seguridad combinadas ISO 10218-1 e ISO 10218-2. Las normas ISO se basan en ANSI/RIA R15.06-1999. ISO TC299 WG3 desarrolló un documento complementario y lo publicó como Especificación técnica ISO, ISO/TS 15066:2016. Esta Especificación técnica cubre la robótica colaborativa: requisitos de los robots y las aplicaciones integradas. [37] ISO 10218-1 [38] contiene los requisitos para los robots, incluidos aquellos con capacidades opcionales para permitir aplicaciones colaborativas. ISO 10218-2:2011 [39] e ISO/TS 15066 [40] contiene los requisitos de seguridad para aplicaciones robóticas tanto colaborativas como no colaborativas. Técnicamente, la aplicación robótica <colaborativa> incluye el robot, el efector final (montado en el brazo robótico o manipulador para realizar tareas que pueden incluir la manipulación o el manejo de objetos) y la pieza de trabajo (si se manipula un objeto).
La seguridad de una aplicación robótica colaborativa es un tema de discusión, ya que NO existe un término oficial para "cobot" (dentro de la estandarización de robots). Se considera que cobot es un término de ventas o marketing porque "colaborativo" está determinado por la aplicación. Por ejemplo, un robot que maneja una herramienta de corte o una pieza de trabajo afilada sería peligroso para las personas. Sin embargo, el mismo robot que clasifica virutas de espuma probablemente sería seguro. En consecuencia, la evaluación de riesgos realizada por el integrador del robot aborda la aplicación prevista (uso). Las partes 1 y 2 de la ISO 10218 se basan en la evaluación de riesgos (según la ISO 12100). En Europa, se aplica la Directiva de máquinas , sin embargo, el robot en sí mismo es una máquina parcial. El sistema robótico (robot con efector final) y la aplicación robótica se consideran máquinas completas. [41] [42]
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