PiBot, el robot multifuncional desarrollado en el Tec
Por Michael Ramírez/Transferencia Tec
Imagina que vas caminando por el campus de tu universidad y un robot autónomo te indica las rutas menos transitadas, te alerta sobre posibles obstáculos, te invita a usar el cubrebocas –si no lo traes puesto–, o te indica la cantidad de personas que están concentradas en un mismo espacio, para así mantener el distanciamiento social y otras medidas de prevención contra el COVID-19.
Estas son solamente algunas de las funcionalidades que tiene el robot PiBot, una plataforma robótica, terrestre y flexible, capaz de ejecutar diferentes aplicaciones que surgen de la interacción humano-robot, gracias a la integración de diferentes tecnologías y a un sistema IoT.
Aliado en la lucha contra el COVID-19
El doctor Jorge Lozoya, investigador de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, adscrito al Grupo de Investigación Consorcio Automotriz para Sistemas Ciberfísicos, y líder de este proyecto, explica que la plataforma robótica ya cuenta con un gran nivel de avance, pero el enfoque actual es explorar todos los servicios que se pueden ofrecer a través de este robot multifuncional.
Por tal motivo, y ante la emergencia global provocada por el COVID-19, él y su equipo buscaron adaptar y alinear esta tecnología para atender las demandas de la pandemia y ofrecer soluciones innovadoras a los retos de la nueva normalidad.
“Esta plataforma robótica es considerada como una de las tecnologías COVID del Tec de Monterrey, por lo que una versión de la misma fue adaptada para la asistencia médica, el apoyo sanitario y para la entrega de última milla”, explicó el investigador.
De esta manera, el PiBot Tec está diseñado para la teleoperación y la telepresencia, con un control de movimiento a distancia, activación de rutinas de patrullaje autónomo (sin asistencia de un humano o teleoperado), detección de obstáculos, así como la detección de personas y violaciones de sana distancia.
“El robot tiene características y funcionalidades como: entregas sin contacto, alertas para respetar la sana distancia (detecta personas a menos de 1.5 metros de distancia entre ellas) y el uso del cubrebocas (detecta la ausencia de la mascarilla), capacidad para monitorear la temperatura de las personas, de hablar a través de él, hacer videoconsultas, controlar su movimiento a distancia, la capacidad de interactuar por medio de voz con usuarios en tiempo real, de navegar de manera autónoma de punto a punto mediante rutas autónomas, el acceso a la multiplataforma robótica y a la página de control mediante un navegador web, conexión a la nube, operar sin acceso a una red de datos, generar datos y reportes de incidencias de le rodean, medir la sana distancia, y medir el flujo y cantidad de personas en un espacio”, explicó el investigador Jorge Lozoya.
Mencionó que la meta es que en cada campus del Tec de Monterrey haya al menos un PiBot para que realice estas funciones, monitoreando los espacios públicos y generando reportes en vivo.
“El impacto social de este proyecto es muy importante, ya que, si el PiBot se usa en espacios compartidos, públicos o privados, ayuda a hacer a estos más inclusivos y seguros, y democratiza el acceso a internet ayudando a eliminar el digital divide o brecha digital, pues se convierte en un punto de acceso público para aquellos que no tienen acceso en sus casas u otros lugares”.
El origen de PiBot
El robot PiBOT fue concebido originalmente como un laboratorio en donde los alumnos pudieran tener interacción con tecnología de punta, y complementar lo aprendido en la teoría mediante una estación de aprendizaje.
“El PiBot surgió en 2017 después de analizar las tendencias mundiales en robots no tripulados de última milla, y las competencias 4.0 a desarrollar en estudiantes de ingeniería, desarrollando una primera versión del robot en 2018 para fines de educación e investigación, pero no con el enfoque industrial que ahora tiene”, detalló Jorge Lozoya.
Fue hasta 2019, con la integración de la compañía Machine Care Industrial Services, que el PiBot fue incluido en la vertical de Movilidad de “Campus City”, una iniciativa que fomenta la creación de tecnología para mejorar la experiencia del ciudadano basándose en sus mismas necesidades. Ahí, PiBot tomó forma como una tecnología que permite hacer investigación de alto impacto en Robótica, y con una visión de escalabilidad hacia la industria y otros mercados.
Al año siguiente, a principios de 2020, justo antes de la pandemia, fue integrado un equipo de tres profesores y un alumno de pregrado a través del programa Undergraduate Research Program (URP) y así nació PiBot, una plataforma para desarrollar tecnología mexicana, para investigar sobre Robótica y para educar a niños, niñas y estudiantes del Tec de Monterrey.
PiBot Team
La plataforma robótica PiBot es, al mismo tiempo, una estructura orientada a la investigación y transferencia de conocimiento, así como a la educación de nuevos ingenieros e ingenieras. Ha sido “una escuela” para estudiantes de pregrado y posgrado.
“Yo lo veo como un laboratorio para que se enseñe Robótica, Sistemas de Control, Diseño de Producto, Validación de Diseño de sistemas asistidos Tecnologías de Información, Sistemas y aplicaciones embebidas, que pueda ser una herramienta en el Laboratorio de Robótica del Tec, para que los alumnos puedan hacer sus prácticas de laboratorio durante el semestre. Que sea una estación de aprendizaje”, indicó Jorge Lozoya.
Y así ha sido. Varios profesores, investigadores y alumnos de la institución han participado en el desarrollo de esta plataforma, organizados en equipos de Navegación (sistemas de movimiento), Mecánica y Electrónica (diseño estético y funcional), HRI (interacción humano-robot), y Visión (análisis del ambiente por medio de visión computarizada), además de la Conectividad a la nube (IoT).
Actualmente, el equipo de PiBot está integrado por Jorge Lozoya Santos, Mauricio Ramírez Moreno, Jorge Murrieta González, Manuel Agraz Vallejo, Juan Angel González Aguirre, César Acevedo Ruiz, Javier Lizárraga Iturbide, Cristián Ignacio Palma, Karen Rodríguez Hernández, entre otros. También han colaborado los profesores Luis Carlos Felix Herran y Rogelio Soto Rodriguez.
El testing y la manufactura
La misión de Machine Care es realizar pruebas especializadas a proyectos tecnológicos de alto impacto, empleando una plataforma digital para la industria manufacturera, con lo cual garantiza la calidad de los proyectos.
Para Jorge Murrieta, director general de Machine Care, otra misión fundamental es educar a niños, niñas y jóvenes a través de la práctica tecnológica.
Es por eso que el proyecto PiBot trabaja en estrecha colaboración con Machine Care, para generar espacios en donde niños, niñas y jóvenes tengan la oportunidad de vivir proyectos de implementación real y, al mismo tiempo, estar acompañados por los ingenieros de la industria “triple A”.
“Machine Care otorga valor a los proyectos tecnológicos a través de la implementación de una metodología de integración que está basada en el PMI (Project Management Institute). Básicamente nosotros les proporcionamos mayor certidumbre con el tema de administración y gestión del proyecto, así como un orden en el control de sus documentos, con miras a que pueda tener escalabilidad hacia el futuro”, explicó Jorge Murrieta.
La interacción con Machine Care le permitió a PiBot validar su tecnología, asimismo, le otorgó mayor robustez, ergonomía y el diseño de producto que requiere la industria.
Tecnología para la industria 4.0
El PiBot es un robot que nació con la tecnología 4.0 en su diseño. Por tal motivo, de las doce tecnologías digitales de transformación para la industria 4.0, esta plataforma robótica tiene 9: Robótica; Nube; Realidad virtual y aumentada; Manufactura aditiva; Internet de las Cosas; Big Data; Inteligencia Artificial; Software; y Seguridad Informática.
Lo anterior le otorga a PiBot ciertas ventajas competitivas con respecto a otras tecnologías en el mercado: es más liviano (pesa 25 kg), su entorno de navegación es para exteriores e interiores, su tiempo de autonomía es mayor (la batería dura 8 horas), utiliza varios sensores (LIDAR, GPS, sensores ultrasónicos, cámaras termográficas, cámaras de profundidad, reconocimiento facial y reconocimiento de voz), y su precio unitario es más bajo que la competencia.
“En la escala de Tecnhology Readyness Level, la cual indica qué tan lista está una tecnología para ser comercializable, el proyecto PiBOT, está en el nivel 7 de 9, es decir, lo estamos validando en un entorno similar a su aplicación comercial”, señaló Jorge Lozoya.
Un desarrollo infinito
Para Jorge Murrieta, PiBot tiene un desarrollo infinito, pues su plataforma le permite ir montando innumerables funcionalidades. “Es un ente móvil que puede hacer las cosas que tú quieras. Por ejemplo, en la parte de la industria, se puede automatizar en el manejo de materiales. Asimismo, se puede configurar para llevar un material de un punto A hacia un punto B, o incluso para hacer reconocimiento de zonas seguras”, señaló.
Y agregó: “Algunas tecnologías similares están muy ligadas a utilizar plataformas como Alexa, es decir, son más multimedia o de entretenimiento. En cambio, el PiBot tiene funciones de alto impacto, lo cual le da mucho valor para diferentes tipos de industrias, como tiendas de autoservicio, hotelería, o instituciones educativas, gracias a la flexibilidad de su tecnología”.
Por su parte, Jorge Lozoya añadió que el siguiente semestre se le implementará a esta plataforma una estación meteorológica que podrá monitorear la presencia de contaminantes en el aire dentro de espacios cerrados, como el CO2, ya que “en estos tiempos de COVID es muy importante monitorear las partículas presentes en el aire dentro de espacios cerrados”.
“De esta forma, al ser una plataforma de servicio on demand, cada usuario podrá pedirle algún servicio diferente al PiBot. Esto abre la oportunidad de ofrecer un sinfín de servicios para la industria”, finalizó Murrieta.