Fazendo AMRs funcionarem bem com outras pessoas

Alguns robôs móveis autônomos (AMRs) podem chamar elevadores, entrar e ir para um novo andar. Mas como um grupo de pilotos educados demais para serem os primeiros a sair quando as portas se abrem, robôs de diferentes fornecedores ficarão emperrados esperando que os outros saiam quando o carro chegar ao seu destino. Por causa disso, uma instalação deve dedicar elevadores separados para robôs de cada fornecedor.

“Temos um cliente em Cingapura que disse:‘Olha, tenho robôs de três fornecedores diferentes no meu hospital. Quero adicionar um quarto que faça algo novo e que nenhum deles faça [mas] não tenho mais elevadores gratuitos'”, disse o CEO da Open Robotics, Brian Gerkey. “E é isso que os impede de adicionar robôs.”

A anedota de Gerkey destaca a questão da interoperabilidade, um desafio emergente visto não apenas em hospitais com AMRs de elevador, mas também em armazéns e fábricas. De acordo com “Interoperabilidade para aumentar a adoção de robôs”, um painel de discussão do qual Gerkey participou na MD&M West em Anaheim no ano passado, uma instalação pode abrigar várias soluções robóticas, cada uma com sua própria abordagem para compartilhar informações e sem a capacidade de compartilhar dados facilmente entre robôs de diferentes fornecedores. Isso torna a implementação de sistemas robóticos coesos uma meta indescritível.

Para ajudar a tornar possíveis sistemas com diferentes tipos de robôs, a MassRobotics, Boston – um centro de inovação sem fins lucrativos para robótica e dispositivos conectados – abordou o problema em 2020 formando o Grupo de Trabalho de Interoperabilidade AMR. Além de Gerkey, o painel de MD&M incluiu outros membros do grupo de trabalho.

O grupo emitiu seu primeiro padrão em maio de 2021. Ele permite que robôs de diferentes tipos compartilhem informações de status e convenções operacionais, ou “regras da estrada”, para que possam trabalhar juntos de forma mais coesa em um armazém ou chão de fábrica, de acordo com a MassRobotics. Comunicado de imprensa. O padrão também permite a criação de painéis operacionais para que os gerentes possam obter insights sobre a produtividade da frota em equipes de fornecedores mistos de AMRs. O novo padrão está sendo testado em uma instalação da FedEx em Memphis.

O estado da arte em AMRs é que “um monte de startups” está fazendo diferentes tipos de robôs que fazem uma coisa e fazem bem, disse o CEO Jason Walker, Waypoint Robotics, Nashua, N.H.

“Por mais que eu ache que nossos robôs são a melhor coisa de todos os tempos, eles não são um robô de empilhadeira, não são um transportador de paletes”, disse ele. “E assim, você tem um monte de robôs quase de propósito único, certamente de domínio único. E isso significa que você tem uma frota heterogênea de robôs em suas instalações para resolver todos os diferentes problemas que você tem.”

Walker acrescentou uma nota esperançosa sobre como fazer diferentes robôs trabalharem juntos.

“Como muitos deles são construídos no ROS (um sistema operacional de robô desenvolvido pela Willow Garage e supervisionado pela Open Robotics), há uma base de semelhança entre eles”, disse ele. “E por causa do padrão de interoperabilidade da MassRobotics, há um caminho a seguir, onde todos podem coexistir na mesma instalação.”

Cada robô tem seu próprio mapa

“Do lado do cliente, estou pensando ainda maior do que quando falamos sobre a interoperabilidade entre veículos (robôs)”, disse o palestrante Bob Bollinger, diretor técnico de inovação em robótica aplicada da Procter &Gamble. “Estou analisando todo esse conjunto de soluções de como fazemos com que o veículo funcione no ambiente, com os sistemas de ordem superior e os outros sistemas com os quais ele precisa interagir.”

Essa implantação e integração dos robôs para trabalhar com equipamentos em um chão de fábrica, um sistema de engenharia de fabricação ou um sistema de gerenciamento de armazém em edifícios da P&G é mais caro do que os próprios robôs, disse ele.

Outro problema que incomoda os usuários é o tráfego de robôs.

“Se eu tiver um lavador de piso robótico e ele for implantado, totalmente autônomo, ele construirá seu próprio mapa”, disse o moderador do painel Tom Ryden, diretor executivo da MassRobotics. “E eu tenho um robô da Waypoint que está movendo mercadorias e depois tenho outro palete [mover], todos constroem seus próprios mapas e estão usando seus próprios mapas, são independentes. Portanto, não há um Google Map para tudo isso. Que tipo de problemas isso causa?”

Gerkey lembrou os vários robôs em seu cliente hospitalar em Cingapura.

“Esses robôs são de fornecedores diferentes e, portanto, cada um oferece seu próprio sistema de comando e controle, os fornecedores têm seus próprios sistemas de gerenciamento de frota, não compartilham mapas e não conversam entre si. ," ele disse. “Na melhor das hipóteses, eles se tratam como obstáculos a serem evitados, e é isso.”

Disse Walker, “O problema de não ter o mesmo mapa para compartilhar entre eles é que você não tem esse quadro de referência comum, para que cada robô possa entender o que você quer dizer quando o gerente de frota de nível superior diz:'Há algo no início do corredor cinco', todos devem saber o que significa o corredor cinco para que não enviem um robô para lá naquele momento”.

Uma das razões pelas quais o mapeamento compartilhado é tão difícil é que cada robô faz seu próprio mapa por meio de sensores integrados. O mapa depende de onde no espaço o sensor está. “Se estiver a 30 centímetros do chão, verá várias mesas”, disse Walker. “Se estiver a um metro e meio do chão, está bem aberto. Essa diferença é verdadeira em todos os níveis.”

Uma solução referenciada no padrão é uma estrutura de coordenadas comum. Com uma estrutura em vigor, a matemática pode ajudar a interpretar os dados de um robô para qualquer outro robô, desde que tenham algumas coordenadas comuns. “Então, basicamente, o padrão está fornecendo um conjunto comum de dados de todas essas plataformas”, disse Ryden. “Você não precisa ter todos os dados, mas se você tiver alguns deles, você disponibiliza os dados que você tem, e então algum software de gerenciamento de nível superior pode ser escrito para entender quais AMRs você tem no chão, e então [podem] criar um mapa comum ou uma visão comum, para que eles entendam os movimentos.”

Os AMRs também disputam espaço de carregamento – e cada um usa equipamento de carregamento exclusivo. A resposta, disse Walker, é ter carregamento sem fio universal.

“Quem aparecer primeiro [em uma instalação] coloca todas as estações de carregamento”, disse ele. “Quem aparecer em segundo lugar coloca o sistema sem fio em seus robôs e depois pode compartilhar esses recursos.”

Gerkey disse que sua empresa também adotou o carregamento sem fio interoperável. “Também estamos trabalhando com uma empresa que constrói um kit adaptador de pós-venda que transformará qualquer AMR em um carregável sem fio”, disse ele. “E a estação de carregamento tem um estágio vertical que traz a antena para cima e para baixo para combinar com a altura.”