maxon Story
Braços flutuantes inteligentes
Deslocam-se como cobras e alcançam locais que são demasiado apertados ou perigosos para os seres humanos. Os braços robóticos robustos da empresa HiBot sediada em Tóquio colocam a inspeção, a manutenção e a reparação num outro nível.
No passado, a manutenção não era tida em grande consideração na construção de instalações industriais, edifícios ou pontes. Como consequência, a manutenção de objetos antigos é considerada desafiante e dispendiosa. No entanto, com a ajuda dos robôs MRO (Manutenção, Reparação e Revisão) modernos, os danos podem ser detetados, inspecionados ou previstos a um custo razoável. Isto permite a ampla utilização de infraestrutura essencial e prevenir interrupções ou acidentes. Michele Guarnieri, CEO na HiBot, explica: “Basicamente, estamos a salvar vidas que estão em risco por causa de uma manutenção que correu mal”. Tal como mostra a história da empresa, a segurança da própria inspeção desempenha um papel importante.
Aplicação em Fukushima
Em colaboração com o Professor Hirose do Instituto Tecnológico de Tóquio, a partir do qual a HiBot foi originalmente criada como uma spin-out, a empresa desenvolveu um braço de longo alcance com múltiplos membros que foi utilizado durante o desmantelamento da Central Nuclear de Fukushima Daiichi, em 2016. Durante duas semanas, o robô móvel filmou vídeos e recolheu dados 3D dentro do edifício do reator que foi destruído por uma explosão de hidrogénio após o tsunami de 2011. Assim, os especialistas controlaram remotamente a inspeção da fábrica enviando comandos de alto nível em tempo real. Os dados obtidos da missão impressionaram pelo nível de detalhes sem precedentes e facilitaram o planeamento e controlo da subsequente remoção de detritos.
Devido à contaminação radioativa, não foi possível recorrer a pessoal para este trabalho importante. O facto de os acionamentos e sistemas eletrónicos também terem de ser protegidos da radiação — e, por conseguinte, estarem alojados na base do manipulador — explica os níveis elevados de radiação.
Inspeção multicamadas
Com base na aplicação de Fukushima, a HiBot desenvolveu o seu Braço Flutuante fino e leve. Ao contrário dos manipuladores convencionais e volumosos, este pode ser facilmente montado em diferentes plataformas ou gruas e operado em espaços confinados. Com um comprimento de até 7,5 metros, o seu design engenhoso assemelha-se aos tendões de uma mão humana. Além disso, várias patentes estão pendentes pelo seu exclusivo conceito de compensação de peso.
A versão básica está equipada com uma câmara de inspeção com um zoom ótico eficiente, uma sonda ultrassónica, um sensor 3D e câmaras de navegação distribuídas ao longo do corpo. Dependendo da aplicação, estes podem ser substituídos por outros, tais como câmaras de infravermelhos ou ferramentas de manutenção simples. Isto significa que o Braço Flutuante também é capaz de realizar tarefas de inspeção: desde a limpeza ou revestimento de depósitos de combustível à inspeção ultrassónica de tubagens em estantes altas e a inspeção visual de recipientes sob pressão, por exemplo.
Os dados obtidos com a ajuda de múltiplos sensores suportam a navegação — que também é possível de forma semiautomática — e a construção de modelos 3D das infraestruturas/equipamentos. Isto torna as missões de inspeção pré-planeadas mais seguras e mais rápidas.
Subindo até ao robô tipo anfíbio
A velocidade em particular é um critério importante na aviação. Michele Guarnieri explica: “Estamos atualmente a desenvolver um Braço Flutuante específico para a inspeção de aeronaves. Seja para se deslocar na fuselagem, nos depósitos de combustível das asas ou dentro de outros espaços confinados, este braço de inspeção representa uma alternativa rentável aos tradicionais e demorados procedimentos de inspeção”.
A procura por equipamento de inspeção eficiente e fiável é também elevada noutras indústrias. O CEO estima que o mercado de inspeções e ensaios não-destrutivos atinja anualmente um valor de 12,6 mil milhões de dólares até 2024. Por exemplo, a HiBot está também atualmente a desenvolver robôs anfíbios para ambientes hostis, tais como tubos inundados ou tubos de caldeiras. A equipa, que agora é composta por mais de 30 funcionários, está também em experiências com um inspetor rastejante muito fino. O Squid, por exemplo, foi concebido para ser utilizado em tubagens de 50 milímetros na indústria química.
Análise de dados com inteligência artificial
Uma vez que uma ferramenta moderna não é suficiente para os atuais requisitos MRO, uma plataforma inteligente combina os robôs de campo com serviços inteligentes. A HiBox permite aos utilizadores visualizar, analisar e processar os dados inspecionados, fazendo uso da aprendizagem da máquina para identificar defeitos de forma autónoma. No entanto, a ferramenta virtual vai além do aspeto do software e fornece uma integração perfeita com o hardware. Como resultado, a navegação autónoma, a monitorização da saúde do robô e outros serviços permitem ao utilizador utilizar plenamente os robôs. A HiBox é utilizada tanto para acompanhar o que foi inspecionado como para comparar os dados obtidos a partir dos vários processos de inspeção. Isto permite não só a manutenção preditiva da infraestrutura, mas também a monitorização dos robôs baseada na sua condição.
Um sistema chave na mão de um único fornecedor como este acelera o trabalho de MRO e a criação de relatórios em primeiro lugar otimiza essas qualidades. Michele Guarnieri acrescenta: “Ao integrar cada vez mais ferramentas inteligentes, o modelo HiBox irá evoluir passo a passo”. Além disso, os especialistas em robótica de Tóquio vão lançar brevemente um modelo de negócio para o Robot-as-a-Service (robô como serviço) incluindo apoio em tempo real em todo o mundo.
Posicionamento de até 16 eixos
Embora utilize tecnologias sofisticadas, tais como o controlo de robôs tipo cobra, SLAM ou fusão de sensores, a HiBot depende exclusivamente dos acionamentos da maxon. Hiroshi Ito, Engenheiro de Projetos na maxon Japão, recorda: “Durante os danos de teste, a equipa HiBot foi convencida pela precisão, fiabilidade e pela vasta vaga de produtos dos acionamentos da maxon. Para garantir um alcance e mobilidade razoáveis, os acionamentos — tal como o próprio Braço Flutuante — têm de ser leves e compactos, mas ao mesmo tempo têm de fornecer um binário relativamente elevado”. Dependendo da distância a alcançar, um Braço Flutuante é constituído por 16 eixos, que são posicionados por motores sem escovas dos tipos EC 9.2 plano, EC 20 plano, EC 32 plano e EC 45 plano.
Um dos principais desafios foi integrar o sistema eletrónico no quadro sem afetar a sua massa e equilíbrio, para que o Braço Flutuante possa funcionar sem restrições. Apropriado neste contexto, embora não intencionalmente, é uma declaração do aforista suíço Walter Fürst: “O viável começa onde o seu braço termina.” E isto diz naturalmente respeito ao braço do comandante humano.