PICK AI: Inteligencia artificial
y robótica en el e-Commerce
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PROYECTO DE INNOVACIÓN E INVESTIGACIÓN APLICADAS Y TRANSFERENCIA DEL CONOCIMIENTO EN LA FORMACIÓN PROFESIONAL
Financiado por el Ministerio de Educación y Formación Profesional – Next Generation EU
Introducción
Introducción
La participación en anteriores proyectos de innovación promovidos por el Ministerio de Educación y Formación Profesional con la financiación de la Unión Europea a través de los fondos Next Generation, ha permitido tejer una red de confianza entre los centros participantes y empresas, y muy especialmente entre las personas implicadas en dichos proyectos, los cuales trabajando codo con codo en este ambicioso proyecto han podido definir un método de trabajo para el desarrollo de proyectos de ámbito industrial consistente y eficaz, que mejora sustancialmente de las competencias profesionales de los alumnos que han asumido con su participación que deben aplicar a sus tareas, altos estándares de calidad y autoexigencia.
Sin duda alguna, la experiencia y capacitación adquiridos ha influido decisivamente en la capacidad que a día de hoy tienen nuestros centros educativos, para enfrentarse a proyectos como este, de enorme envergadura y llevarlos a cabo con éxito en un tiempo récord.
En este proyecto, los centros y la empresa participante hemos desarrollado una solución de selección de piezas mediante un sistema robotizado basado en visión y procesado de datos con inteligencia artificial. Esta selección de piezas se realizará mediante agarre (grasping) automático: éste es un sistema complejo en el que intervienen muchas partes. Hay partes físicas (robot, cámara,...) además de parte lógica, (el software de automatización y algoritmo de Inteligencia Artificial). Para garantizar el éxito, todos estos elementos deben colaborar entre sí de forma sincronizada: un algoritmo que encuentra buenos puntos de agarre en los productos es inútil si las rutinas de posicionamiento del robot no son capaces de cogerlo correctamente, y si las rutinas del robot son adecuadas, todo el sistema puede arruinarse si las coordenadas sugeridas por la IA llevan al robot a tratar de coger objetos difíciles o a colisionar con el entorno.
Desarrollo
Desarrollo
El proyecto se ha abordado de forma colaborativa entre los centros participantes, compartiendo formación, información y experiencias, pero partiendo de la base que cada centro debia desarrollar su propio prototipo.
El proyecto desarrollado ha permitido implementar una solución avanzada de manipulación inteligente, basada en la integración de visión artificial 3D, inteligencia artificial y robótica colaborativa. El sistema combina una cámara Femto, un IPC Siemens con software de IA, un PLC S7-1500 y un robot colaborativo UR3e.
Esta configuración permite la detección, selección y manipulación automática de piezas en entornos no estructurados, sin necesidad de sistemas de posicionamiento previos. Gracias al procesamiento en tiempo real mediante inteligencia artificial, el sistema es capaz de identificar objetos, calcular los puntos óptimos de agarre y ejecutar las operaciones de picking de forma autónoma.
Como resultado, se obtiene una solución flexible y escalable, capaz de adaptarse a diferentes tipos de piezas y configuraciones, eliminando la dependencia de sistemas rígidos o estaciones fijas y permitiendo su aplicación en múltiples escenarios industriales dentro del marco de la Industria 4.0.
Para conseguirlo, hemos implementado una solución de AI pre-entrenada por SIEMENS denominada SIMATIC Robot Pick AI y la hemos implementado en un PC industrial. Gracias a la comunicación entre el PC industrial y un PLC S7-1500, hemos configurado el sistema ajustándolo a las necesidades y equipos de cada centro de trabajo. Posteriormente, hemos integrado el sistema de visión artificial, ajustándolo a la solución de AI de Siemens y coordinándolo con un sistema de robot colaborativo de Universal Robots, modelo UR3e, para realizar las labores de bin picking. En uno de los centros educativos hemos integrado además un eje traslacional para el sistema, aprovechando material ya existente en el centro.
Objetivos del proyecto
Objetivos del proyecto
De acuerdo con la bases del proyecto MEFP, los centros han definido unos objetivos que se pueden agrupar en dos vertientes:
Objetivos de ámbito tecnológico
Objetivos de ámbito tecnológico
Adquirir competencias en el uso, configuración y puesta en marcha de sistemas de visión 3D e inteligencia artificial ejecutados sobre PC industrial (IPC), aplicados al picking automático en entornos industriales reales.
Desarrollar una arquitectura modelo de la capa OT (Operational Technology) integrando visión artificial, procesamiento de datos en IPC, control industrial y robótica colaborativa en el contexto de una Smart Factory.
Diseñar e implementar una solución integrada basada en IPC Siemens con inteligencia artificial, combinada con visión 3D y robot colaborativo, orientada a aplicaciones de selección de piezas (bin picking) dentro del marco de la Industria 4.0.
Obtener y gestionar datos de funcionamiento del sistema, garantizando su procesamiento en el IPC y posible almacenamiento seguro, permitiendo el análisis, optimización y mejora continua del sistema basado en IA.
Integrar diferentes tecnologías que doten al sistema de:
capacidad de decisión autónoma mediante inteligencia artificial ejecutada en el IPC
facilidad de uso en entornos industriales y educativos
comunicación eficiente entre sistemas IT (IPC) y OT (PLC S7-1500)
Desarrollar una aplicación industrial real, en la que el sistema basado en IPC sea capaz de procesar información en tiempo real y ejecutar tareas de selección automática de piezas en entornos desordenados.
Objetivos de ámbito social:
Generar material didáctico estructurado, transferible a distintos niveles educativos y contextos formativos.
Dotar a los centros participantes de capacidad para ofrecer asesoramiento técnico y orientación profesional, tanto a empresas como a profesionales del entorno.
Transferir el conocimiento al alumnado mediante la creación de actividades de Aprendizaje Colaborativo Basado en Retos.(ABP)
Desarrollar una red colaborativa estable entre los centros educativos participantes y la empresa, favoreciendo la comunicación y el intercambio de conocimiento.
Promover la competencia emprendedora del alumnado, participando en el desarrollo de soluciones basadas en IA y sistemas industriales avanzados.
Fomentar las vocaciones STEAM, especialmente entre el alumnado femenino de ESO y Bachillerato, visibilizando referentes y aplicaciones reales.
Impulsar experiencias alineadas con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), especialmente en lo relativo a innovación, educación de calidad e igualdad de oportunidades.
Centros educativos y empresas
Centros educativos y empresas
IES Javier García Téllez - (Caceres)
El IES Javier García Téllez es el centro coordinador del proyecto, con amplia experiencia en el sector de la robótica y la automatización industrial, y la participación en diversos proyectos de innovación.
LH FP Barakaldo - Barakaldo (Bizkaia)
El LH FP de Barakaldo es el centro que desarrolla las soluciones de visión, con amplia experiencia en el sector de la robótica y la automatización industrial, y la participación en diversos proyectos de innovación.
IES Jorge Manrique - Motilla del palancar (Cuenca)
Centro de referencia en relación a las tecnologías de automatización, mecatrónica y robótica industrial, y que también ha participado en varios proyectos de innovación, liderando uno de ellos. Encargado de soluciones Robot.
Fluitronic S.L - (Córdoba)
Empresa proveedora de equipos, y que ha realizado la formación del profesorado en relación con el IPC y la cámara FEMTO
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