Cómo la realidad aumentada y los brazos robóticos podrían echar una mano a la construcción
El enorme sector de la construcción —cuyos gastos anuales superan el billón de dólares solo en los EE. UU. (y que se prevé que alcance 1,5 billones de dólares americanos antes de 2022)— ha resurgido de los años improductivos de la crisis financiera mundial y actualmente representa el 4,3 por ciento del PIB de los EE. UU.
El sector se enfrenta a todo un mundo de nuevas posibilidades gracias a avances digitales y robóticos inimaginables hace solo una década. En los EE. UU., el valor de la construcción privada casi alcanzó los 900 000 millones de dólares americanos en 2016; por ello, se podría suponer que la construcción es uno de los primeros beneficiarios del ahorro de tiempo y de dinero que suponen las nuevas tecnologías. La ingeniera y arquitecta Lauren Vasey, que conoce bien los obstáculos, comenta:
«Todo el mundo desea que el sector de la construcción se digitalice, pero existen muchísimos escollos. Entre ellos, la compartimentación en los procesos y entre las entidades que intervienen en la construcción de un edificio, como son los contratistas, diseñadores y fabricantes. No intercambian información digital sobre su trabajo, y la retroalimentación no fluye entre las partes implicadas».
El investigador asociado Ondrej Kyjanek, colega de Vasey en el Instituto de Diseño Computacional y de la Construcción (ICD) de la Universidad de Stuttgart comenta que muchos profesionales están esperando algo que deje a todos con la boca abierta.
Con el proyecto CRoW, Vasey y Kyjanek, junto a sus compañeros de equipo del ICD Bahar Al Bahar y Benedikt Wannemacher, intentan que el sector de la construcción vuelva a quedarse boquiabierto. En el proceso de trabajo, el banco de trabajo robótico de colaboración (CRoW) combina el diseño generativo, con un brazo robótico LBR iiwa de KUKA, y una garra de pinza para agarrar, mover o colocar los diversos componentes. Este proyecto se desarrolló para la convocatoria de 2018 de los premios KUKA a la innovación, un concurso anual de robótica cuyo tema es la interacción en la vida real.
Pero el ingrediente secreto es el casco de realidadd aumentada (RA) del usuario. Con la vista puesta en los materiales y en la construcción, la RA permite que el usuario planifique virtualmente la posición de la pieza siguiente, probando varias alternativas y evaluando los datos de antemano. El brazo robótico, con sus movimientos de precisión, posiciona el siguiente componente en el punto exacto; el usuario simplemente lo asegura con una pistola de clavos.
Se presentó el CRoW en la feria de Hannover de este año, donde la producción inteligente en curso permitió construir una escultura de madera muy llamativa. El dispositivo realiza labores tradicionalmente ejecutadas por manos humanas, como medir, transportar o sujetar, y a la vez escanea y evalúa constantemente la construcción con unos sensores, comparándola con el modelo en 3D. A través del conocimiento del modelo, el software puede incluso sugerir la mejor posición de la pieza siguiente, según indica el casco de RA. «Como diseñadores, podemos influir en la forma final de la construcción, pero también tenemos la opción de intervenir en la secuencia de fabricación», comenta Kyjanek.
El sistema de RA, que cuenta con el modelo en 3D completo del proyecto, puede acumular un sinfín de datos. Cada eje de las juntas articuladas del robot contiene unos sensores para las medidas de par que muestran en todo momento la fuerza ejercida en cada junta y la viabilidad del movimiento previsto. Al ver previamente el recorrido que el robot suele realizar para ir de A a B, el usuario puede planificar los posibles conflictos o interferencias. También se puede visualizar un proyecto a partir del punto en el que está y compararlo con piezas que aún se tienen que colocar o compararlo con la construcción final en su conjunto.
Al ver actuar al CRoW, es fácil imaginar cómo se puede compartir y ampliar este proceso de trabajo. Una versión industrial de este sistema puede llegar a construir casas, edificios de apartamentos o rascacielos y se podría grabar y mejorar el archivo de datos generado por los movimientos del brazo robótico para luego aplicarlo en obras posteriores garantizando a los constructores unos resultados perfectamente duplicados en cada caso.
Con los debidos conocimientos, los arquitectos o constructores podrían incluso indagar en los datos para afinar los movimientos y los puntos de amarre o de presión y ajustarlos de acuerdo con las condiciones del producto final.
Durante la demostración de los premios a la innovación, el equipo del CRoW grabó los movimientos del LBR iiwa para realizar un diagnóstico que, según Vasey, podría resultar clave para su venta. «Si a la gente le bastase con comprar el robot y descargar los diseños y si pudiese manipularlos con un proceso de trabajo generativo o computacional, entonces la inteligencia estaría en el software que se ejecuta en segundo plano», comenta Vasey.
Pero el desafío sigue siendo que la construcción, aún la más avanzada, se ha blindado tras unas prácticas difíciles de erradicar porque el sector ha invertido mucho en ponerlas a punto. ¿Qué podría ofrecer CRoW a una empresa de construcción de tamaño medio, más allá de una tecnología nueva y genial?
«No solo nuestro equipo ha comprobado que usarlo resulta mucho más rápido, también lo han hecho otras instituciones de investigación que trabajan con RA, —dice Kyjanek—. Es algo totalmente diferente, pero es mucho más intuitivo ver los componentes y las construcciones ante ti que verlas solo en planos. Es más fácil adiestrar a los trabajadores de la construcción a trabajar con RA que enseñarles a leer planos».
El CRoW es otro caso de reclamo tecnológico con una vida útil muy limitada. Como la impresión en 3D, la RA tuvo también sus 15 minutos de gloria entre los consumidores que corrían por los parques públicos y las calles buscando a las criaturas de Pokémon Go. Pero, como sucedió con las prometidas impresoras 3D de sobremesa a precio asequible que nunca llegaron a materializarse, parece que el momento de la RA también ha pasado.
Sin embargo, la historia demuestra que lo que parece un reclamo precoz para los consumidores puede ser también un campo de pruebas para su comercialización; la impresión en 3D está tansformando el sector industrial y Kyjanek y Vasey creen que también llegará el momento de la RA.
El CRoW es esencialmente una prueba de concepto, Kyjanek comenta que actualmente no existen planes para comercializarlo; los siguientes pasos se van a centrar en desarrollarlo. «Primero deben resolverse muchos problemas y desafíos surgidos durante el proceso», afirma.
Vasey añade que el papel del ICD es poner en marcha la investigación fundamental para replantear el papel de las nuevas tecnologías en el proceso y los protocolos actuales de construcción. El instituto cuenta con socios de diferentes disciplinas, integrados en una prometedora red de trabajo más amplia que permite llevar a cabo una colaboración fundamental entre el mundo académico y la industria.
Por lo tanto, puede que sea demasiado pronto para que la RA revolucione el mundo de la construcción tal como lo conocemos, pero cuando en el futuro se contruya una casa o un edificio de oficinas no nos debemos sorprender si el constructor aparece con botas de obra, cinturón de herramientas y casco de seguridad con un brazo robótico incorporado.