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Cuando Mary Shelly escribió Frankenstein en 1818, poco podía imaginar la humanidad sobre la cuarta revolución industrial actual. La Revolución Industrial del siglo XIX cambió fundamentalmente las actividades económicas, las relaciones de género y poder y las clases sociales. No sólo podríamos fabricar productos de forma más rápida y segura sino también con menos esfuerzo. La introducción de máquinas, reacciones químicas y nuevas fuentes de energía en las fábricas facilitó nuestras vidas de muchas maneras, casi tanto como las tecnologías digitales e Internet actuales.

Cuando Internet estaba en auge en los años 90, estábamos convencidos de que todas las películas de ciencia ficción se convertirían en realidad en el año 2000. Aunque tenemos videollamadas, robots de limpieza y comercio electrónico, todavía estamos implementando y desarrollando la tecnología Industria 4.0. El Internet de las Cosas es una de esas tendencias recientes que muchas empresas están intentando incluir en sus estrategias de transformación digital para poder monitorizar y gestionar de forma integral sus instalaciones, fábricas, centros de datos, tiendas, etc.

¿Qué sucede cuando IOT se encuentra con la robótica?

Comúnmente, el Internet de las cosas se puede definir como la combinación de hardware, sensores/actuadores, infraestructura (middleware, nube, procesos de negocio, big data), redes/Internet y software. En los últimos 10 años, los grandes actores empresariales de todo el mundo han estado aprovechando las tecnologías IoT para obtener visibilidad de sus operaciones en toda la empresa para el monitoreo y la fabricación preventivos y proactivos. IDC, por ejemplo, estima que para 2025 habrá 55,7 mil millones de dispositivos conectados en todo el mundo.

Como se explicó en un blog reciente, desde la Antigua Grecia hemos estado tratando de subcontratar tareas peligrosas y repetitivas a máquinas y hemos tenido éxito en la construcción de robots desde el siglo XX. En el mismo blog explicamos la lucha por los recursos dentro de los robots y cómo los diseñadores y desarrolladores deben elegir cuidadosamente las capacidades de procesamiento (Aquí puedes seguir leyendo sobre su tema).

Actualmente, muchos proyectos de robótica incluyen Inteligencia Artificial, Aprendizaje Profundo y Reconocimiento de Patrones. Esto significa que recopilan, gestionan y actúan en base a grandes cantidades de datos. Dado que gran parte del procesamiento no puede realizarse dentro de la infraestructura principal del robot debido a los recursos limitados que contiene, muchos proyectos robóticos nuevos aprovechan la arquitectura del cerebro remoto. En otras palabras, el cerebro robótico principal está alojado en un servidor dentro de un centro de datos o rack, mientras que el cuerpo del robot tiene un procesador más pequeño solo para recopilar datos y ejecutar acciones.

Estas aplicaciones robóticas con uso intensivo de datos enfrentan desafíos únicos en términos de hardware. A continuación encontrará algunos de los más comunes.

Compatibilidad

Internet of Robotics Things requiere que las empresas trabajen con al menos 5 capas simultáneamente: hardware, software, red, infraestructura y sensores/actuadores. Desafortunadamente, no todas estas tecnologías se desarrollaron para funcionar juntas y muchos proveedores carecen de equipos independientes de la marca que puedan funcionar con varios protocolos de comunicación o lenguajes de programación.

De hecho, si ya está trabajando en la automatización de una fábrica, es consciente de la pesadilla del protocolo de comunicación. Intentar conectar sensores y actuadores a PLC y, más tarde, a servidores puede convertirse en una empresa costosa y que requiere muchos recursos. Afortunadamente, la industria está desarrollando estándares independientes de la marca para que los OEM de hardware produzcan equipos que puedan traducir y funcionar con varios protocolos de comunicación. Puedes leer más en este blog.

Además, si está aprovechando 5G e Internet en su aplicación robótica, probablemente deba considerar la compatibilidad de módulos adicionales.Algunos OEM de hardware pueden ayudarle a integrar módulos PCIe y LTE en fábrica, evitando dolores de cabeza de instalación y operación en el futuro.

Sistema operativo especializado

Las aplicaciones robóticas requieren un sistema operativo especializado. El más actual y exitoso hoy en día se llama ROS. Este sistema operativo es totalmente personalizable, lo que permite el procesamiento remoto y la programación paralela, e incluye algoritmos, bibliotecas y administración de API. Estas características son la base de los robots con cerebros remotos. Este tipo de robots suele trabajar con varios módulos y lenguajes de programación al mismo tiempo, lo que significa que probablemente tengas un equipo de ingenieros trabajando juntos. También significa que almacena bibliotecas de forma remota mientras procesa datos.

Dado que ROS no puede proporcionar una lista de hardware aprobado capaz de manejar el sistema operativo, debe encontrar un OEM de hardware que pueda evaluar sus necesidades, ofrecer una solución personalizada y probar que ROS funciona sin problemas. Puede leer más sobre ROS en este blog.

Servidores robustos, potentes y sin ventilador

Los cerebros remotos en robots implican un conjunto específico de requisitos. En primer lugar, los procesadores de los servidores robóticos necesitan manejar grandes cantidades de datos. Por lo tanto, los desarrolladores utilizarían periódicamente los procesadores más recientes y avanzados. Sin embargo, debe tener cuidado con los componentes sobredimensionados. Asóciese con un OEM de hardware que pueda ayudarlo a evaluar con precisión las capacidades de procesamiento.

Los servidores duraderos incluyen la menor cantidad posible de piezas móviles para reducir el MTBF (tiempo medio entre fallas). Como resultado, probablemente elegiría un servidor sin ventilador, lo que resultará una gran inversión para reducir los costos de mantenimiento y reparación. Esta característica debe combinarse con un disco duro de estado sólido y conectores de cable seguros.

En segundo lugar, si el servidor no se alojará dentro del entorno controlado de un centro de datos, probablemente debería evaluar si el bastidor ofrece la protección de ingreso adecuada contra la humedad, el agua o el polvo. Si está aprovechando los racks de Edge Computing, debe consultar con el OEM de hardware si el servidor que está eligiendo está preparado para soportar las duras condiciones en el piso de producción o en el exterior.

Seguridad

Cuando conectas dispositivos a cualquier red, estás abriendo la puerta a posibles amenazas a la seguridad. Si implementa Internet de las cosas robóticas con cuidado, las ventajas superarán las preocupaciones de seguridad. Para garantizar que lo haga, debe prestar especial atención al hardware y a las capas de protección de la red.

Los robots cerebrales remotos se consideran infraestructura distribuida. Esto significa que tiene hardware instalado fuera del entorno seguro del centro de datos, lo que lo hace vulnerable al acceso no autorizado y a la manipulación. Puede leer sobre las amenazas comunes a la seguridad del hardware y cómo evitarlas en este blog. En resumen, debe buscar funciones de seguridad no explotadas dentro del hardware y consultar con el OEM para agregar hardware de seguridad según sea necesario.

En cuanto a la protección de la capa de red, incluso si su servidor está encerrado en un centro de datos, la conexión a Internet puede tener una puerta trasera para que los piratas informáticos accedan a información confidencial y destruyan su negocio. En este caso, debe cumplir con las mejores prácticas de la industria y aprovechar algunos dispositivos de autenticación de hardware que pueden ser más poderosos que solo el software.

Continúe leyendo nuestra Serie de blogs sobre ciberseguridad para obtener más información sobre cómo puede proteger su aplicación comenzando en el nivel de hardware.

Edge y Cloud Computing

Las prácticas y procesos comerciales actuales probablemente hayan obligado a muchas empresas a implementar alguna forma de Cloud y Edge Computing. Internet of Robotic Things normalmente aprovecha estos dos para mejorar la experiencia del usuario, aumentar la eficiencia y gestionar la complejidad del robot.

Como resultado, probablemente pueda instalar un bastidor de servidor en el piso de producción o en cualquier lugar más cercano a la aplicación para reducir la latencia y mejorar los tiempos de respuesta entre el cerebro y el cuerpo del robot. Esto es particularmente útil en almacenes o minas que utilizan robots móviles autónomos (AMR) o vehículos guiados automáticamente (AGV). Sin embargo, debes tomar precauciones de seguridad y tener en cuenta las duras condiciones ambientales.

Como puede ver, los robots con cerebro remoto están revolucionando las aplicaciones al permitir que las máquinas ejecuten acciones complejas como el aprendizaje profundo y la inteligencia artificial. Estos robots sólo son posibles gracias al Internet de las Cosas Robóticas. Aunque estos robots plantean nuevas preocupaciones debido a sus requisitos de hardware específicos, si se asocia con un OEM experimentado, puede garantizar que su aplicación robótica funcionará sin problemas ahora y en el futuro.

Si quieres seguir leyendo sobre aplicaciones robóticas, lee nuestra Serie de blogs sobre robótica.