Levando a automação de robôs industriais a novos patamares

A Skyline Robotics alcançou o que muitas outras empresas tentaram, mas não conseguiram aperfeiçoar. A empresa israelense conseguiu automatizar a lavagem de janelas dos arranha-céus do mundo – uma tarefa que tem sido feita manualmente há mais de 100 anos.

Para automatizar a tarefa de limpeza de janelas, a Skyline desenvolveu o Ozmo, um sistema que combina um robô industrial, sistema de visão computadorizado, inteligência artificial (IA) e tecnologias de aprendizado de máquina. O que antes exigia de três a quatro meses de trabalho manual, Ozmo faz automaticamente em cerca de metade do tempo. Mas o mais importante é que o sistema garante a segurança ao remover os trabalhadores humanos da plataforma ou “cesto” de lavagem de janelas.

A limpeza manual de janelas leva três ou quatro pessoas – duas no cesto, uma no telhado e, em alguns casos, outra pessoa no chão. Ozmo requer apenas uma pessoa no telhado para controlar a cesta, as fontes de energia e água e o guindaste, enquanto o robô faz a limpeza.

Para seu fornecimento de energia e água, Ozmo foi definido para se adequar à infraestrutura de unidade de manutenção predial (BMU) existente de um edifício. Dentro da cesta, uma mesa abriga diversos tipos de sensores e computadores. O braço robótico e sua câmera LiDAR, que usa lasers para geração de imagens, estão colocados em cima da mesa. Depois que a mesa é fixada na cesta de lavagem de janelas pré-existente do edifício, o sistema está pronto para funcionar.

De acordo com Ross Blum, COO da Skyline Robotics, a equipe Skyline tem trabalhado no projeto Ozmo nos últimos cinco anos e tomado medidas iterativas ao longo do caminho para integrar todas as peças de tecnologia necessárias. Estes incluem o próprio robô industrial e a programação que permite ao seu braço imitar movimentos humanos para limpar janelas.

“O braço do robô se comunica com a câmera LiDAR que fornece 'visão' para o robô e com um sensor de força e torque na extremidade da escova de limpeza que dá a Ozmo a sensação de 'toque'”, explicou Blum. “O software do sistema atua como o cérebro e coleta dados de diversas câmeras e sensores diferentes a uma taxa de cerca de 200 vezes/segundo para ajustar os movimentos do robô e alcançar o caminho de limpeza mais eficiente possível enquanto automatiza a descida de Ozmo pela lateral de um arranha-céu. ”

Para o sistema Ozmo, a Skyline emprega a versão à prova d'água de um robô industrial KUKA Robotics KR AGILUS em conjunto com uma IA baseada em software que torna possível a aplicação de lavagem de janelas. A Skyline desenvolveu um algoritmo que permite feedback para controle de força e outras variáveis ​​que controlam quanta pressão o robô aplica ao vidro.

O alcance do robô se estende por 1,1 metro. De acordo com Blum, “Um dos maiores fatores para a Skyline escolher a KUKA não foi apenas a credibilidade da marca e da equipe de classe mundial que está por trás dela, mas também porque o braço robótico da KUKA pode lidar com os rigores de um ambiente externo, enquanto o a maioria das outras marcas não consegue fazê-lo.”

Blum acrescentou que os robôs têm classificação IP65 e são muito confiáveis, e que seu movimento de seis eixos também foi importante para o Skyline, especialmente quando se trata de abordar geometrias complexas de fachadas que encontram em um edifício. O microcontrolador KUKA KR C5 também desempenhou um papel importante no cumprimento das limitações de peso da cesta, que variam globalmente. O controlador pesa até 35 libras. menos do que outras opções e ocupa consideravelmente menos espaço. Em alguns casos, isso permitirá que o Skyline coloque vários braços em uma cesta, mesmo com limites de peso mais baixos.

“Queremos dominar a fronteira quando se trata de trazer robôs para fora de ambientes controlados”, disse Blum. “E para conseguir isso, acreditamos que a KUKA é o fornecedor de automação certo para fazer parceria. Eles estão dispostos a levar a robótica além das aplicações típicas.”

Toda a tecnologia incorporada ao Ozmo é extremamente avançada, principalmente seus componentes de software e hardware. Eles permitem que o Skyline não apenas controle e ajuste os movimentos do robô em tempo real, mas também estabilize – em tempo real – a cesta/plataforma do sistema na qual o robô se desloca. O que torna isso tão desafiador é ter que se ajustar a variáveis ​​inesperadas, como rajadas de vento ou mau funcionamento do guindaste, que podem fazer com que um lado da cesta desça mais do que a extremidade oposta. Ozmo pode processar todas essas variáveis ​​e compensar instantaneamente para garantir uma limpeza de qualidade e o caminho de descida mais eficiente para fazê-lo.