Microsoft Ignite 2023: IoT, Robótica e o Futuro da Indústria 4.0

Introdução

Quando se pensa em "robótica", imaginam-se frequentemente máquinas hostis saídas de filmes de ficção científica. Essa perceção está longe da realidade da robótica industrial, explicou Rene Schulte, diretor de inovação global na Valorem Reply, durante a sua keynote no Microsoft Ignite 2023. Ele enfatizou que a Internet of Robotic Things — combinando IoT, mixed reality (MR) e robótica — é um motor chave da revolução Indústria 4.0.

Coisas Autónomas Provam Valor

Apesar da longa história de veículos guiados automatizados (AGVs) em fábricas, empresas descobriram que AGVs requerem infraestrutura dedicada — cabos, marcações e faixas predefinidas — que adiciona custos iniciais significativos. Robôs móveis autónomos (AMRs) resolvem este problema. AMRs navegam livremente, usam sensores onboard e possuem sistemas de evasão de colisão, reduzindo drasticamente despesas de infraestrutura.

Marek Matuszewski, gestor na Cluster Reply GmbH & CO. KG, destacou que o boom da robótica é impulsionado por preços de hardware em queda e ascensão de robôs móveis. Comparou um exemplo doméstico comum: o aspirador robótico moderno equipado com sensores LiDAR. Estes dispositivos são essencialmente nós edge IoT móveis.

Robôs móveis equipados com sensores IoT — câmaras de visão térmica, detetores de gás, termómetros — combinados com inteligência artificial para deteção de objetos estão a ter maior impacto em ambientes industriais perigosos ou remotos. "Podem entrar em locais onde humanos não podem ir com segurança", disse Matuszewski. "Na indústria, isso significa inspecionar sites de oil-and-gas ou monitorizar turbinas eólicas com drones e modelos de IA."

Por exemplo, cientistas de dados da Valorem Reply colaboraram com a E.ON, uma das maiores empresas energéticas da Alemanha, para treinar modelos de machine learning que melhoram monitorização de turbinas eólicas e reduzem downtime.

Avançando para Decisões de Dados Inteligentes com Robótica

A Valorem Reply está a expandir além de captura de dados para comando e controlo de robôs. Justin Jackson, presidente da Valorem Reply, explicou como a empresa trabalha com clientes automotivos para fundir dados de sensores IoT com modelos de IA de manutenção preditiva. Esta integração transforma dados brutos em insights acionáveis que impulsionam decisões de negócio mais inteligentes no chão de fábrica.

A Valorem é também early adopter do sistema robótico SPOT da Boston Dynamics. O SPOT é implementado em vários ambientes de clientes, incluindo a ECE, que gere mais de 200 centros comerciais compreendendo cerca de 20.000 lojas na Europa. O robô executa:

• Manutenção preditiva e deteção de danos em parques de estacionamento.
• Monitorização de vazamentos de água, incêndio e violações de segurança.
• Criação de digital twin ao scannerizar o edifício inteiro semanalmente para atualizar o modelo 3D do gestor de instalações.

Antes do SPOT, tais levantamentos abrangentes eram anuais, demorados e dispendiosos. Hoje, fotogrametria e LiDAR permitem modelação 3D rápida, simplificando criação de digital twins.

Digital Twins: Da Teoria à Prática

Digital twins replicam um objeto físico em espaço virtual, permitindo overlay de dados de sensores em tempo real. "Vimos cedo que visualizar dados de sensores numa réplica 3D era muito mais convincente que simples gauges", notou Jackson. O desafio tem sido o tempo necessário para construir modelos 3D precisos. Ao aproveitar LiDAR e fotogrametria, a Valorem pode gerar twins precisos pós-construção, eliminando a necessidade de atualizações CAD manuais.

Com soluções SPOT e drone, a empresa prevê adoção acelerada de digital twins entre indústrias, permitindo manutenção proativa e otimização operacional.

Telepresença e Teleoperação com Mixed Reality

Matuszewski demonstrou como robôs móveis podem ser controlados via Microsoft HoloLens ou outros dispositivos AR/VR. "HoloLens permite conduzir o robô, interagir com labels onboard e realizar teleoperação remota", disse.

A Valorem desenvolveu uma solução que emparelha HoloLens com workflows de manutenção. Técnicos podem receber instruções hands-free, passo a passo, para tarefas complexas, como reparar uma unidade de controlo de bomba, e até conduzir sessões de treino virtual.