A robótica e a automação estão passando de máquinas isoladas para sistemas flexíveis e inteligentes. E isso está sendo documentado por diversas pesquisas – do MIT, NVIDIA, Departamento de Energia dos EUA, Instituto ARM, Laboratório de Pesquisa da Força Aérea, Universidade de Alberta e Instituto de Pesquisa da Universidade do Texas em Arlington (UTARI) etc, que traçam a progressão da robótica, da automação de tarefas específicas à infraestrutura inteligente, utilizando inteligência artificial (IA), computação de alto desempenho e sistemas de controle avançados para integrar plataformas robóticas cada vez mais complexas aos ecossistemas de manufatura.
Ao mesmo tempo, a robótica está se aproximando dos trabalhadores e do corpo humano, à medida que exoesqueletos vestíveis demonstram ganhos mensuráveis em produtividade, qualidade e sustentabilidade da força de trabalho, reduzindo a fadiga e a variabilidade em tarefas fisicamente exigentes.
O The Industrial Science Report reflete um esforço mais amplo para tornar a robótica mais escalável e menos confinada a células isoladas. O futuro da automação industrial será definido pela infraestrutura e pelas estratégias de integração que permitam que sistemas completos sejam escaláveis e adaptáveis. A pesquisa indica um possível futuro em que a robótica poderá criar objetos sob demanda. E a pesquisa do MIT sobre reconhecimento de fala ajuda a imaginar um futuro em que operadores podem instruir robôs verbalmente para se adaptarem em tempo real, reduzindo drasticamente as barreiras à automação. Para fabricantes, isso poderia reduzir o tempo de comissionamento e aumentar a flexibilidade no chão de fábrica. Para equipes de manutenção e confiabilidade, a robótica controlada por linguagem também pode simplificar a solução de problemas e a reconfiguração durante paradas não planejadas.
Pesquisadores do MIT – Instituto de Tecnologia de Massachusetts desenvolveram um sistema de robótica com inteligência artificial capaz de “falar” e criar objetos. O sistema integra modelos de linguagem com a percepção e manipulação robótica, além de inteligência artificial generativa 3D. Ele utiliza um modelo de linguagem complexo para interpretar descrições em linguagem natural. Em seguida, a inteligência artificial generativa 3D cria uma representação digital em forma de malha, e um algoritmo de voxelização decompõe essa malha 3D em componentes de montagem e uma sequência automatizada que o hardware robótico executa para produzir o objeto. Os pesquisadores já utilizaram o sistema para criar bancos, prateleiras, cadeiras, uma pequena mesa e uma estátua decorativa de cachorro. Ao aproveitar a linguagem natural, o sistema torna o design e a fabricação mais acessíveis a pessoas sem experiência em modelagem 3D ou programação robótica. A equipe tem planos imediatos para melhorar a capacidade de carga dos móveis, aprimorando as conexões entre os componentes.
A NVIDIA se uniu à Missão Genesis do Departamento de Energia dos EUA (DOE) como parceira do setor privado para acelerar aplicações de IA, computação de alto desempenho e robótica nos setores de energia, pesquisa científica e segurança. A colaboração se concentra na otimização da manufatura e da cadeia de suprimentos com o auxílio de IA, laboratórios autônomos, robótica, gêmeos digitais e simulações de alta fidelidade para aprimorar a eficiência operacional e a inovação. A NVIDIA também assinou um memorando de entendimento (MOU) com o DOE para definir as prioridades da colaboração em apoio à aceleração da descoberta científica, incluindo IA para manufatura e cadeias de suprimentos, IA de código aberto, energia de fissão, robótica, gêmeos digitais com IA, energia de fusão, computação quântica e ciência. Outras áreas de pesquisa incluem computação quântica, ciência dos materiais e design sintético relevantes para a fabricação de semicondutores e para a indústria de energia.
O Instituto ARM (Robótica Avançada para Manufatura) e o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea firmaram parceria de US$ 87 milhões para pesquisa em robótica e automação: a infraestrutura de defesa tem pouca tolerância a períodos de inatividade, e essa pressão também pode gerar inovações na manufatura que posteriormente se disseminam para a indústria em geral. Essa parceria visa a robótica avançada, como o trabalho em equipe de múltiplos robôs e a modelagem de processos, para a Força Aérea, refletindo muitos dos desafios enfrentados por fábricas comerciais que lutam para escalar a tecnologia de automação em meio à escassez de mão de obra e equipamentos obsoletos. O volume do financiamento indica uma clara prioridade para a pesquisa em robótica na Força Aérea.
A Universidade do Texas, em Arlington, demonstrou os benefícios ergonômicos de um exoesqueleto robótico flexível – os robôs no chão de fábrica não se limitam mais a gaiolas e robôs colaborativos. Alguns novos robôs são usados pelos próprios trabalhadores, demonstrando implicações mensuráveis para a produtividade e a qualidade. Pesquisas indicam que um exoesqueleto robótico vestível e macio, acionado pneumaticamente, para o cotovelo, pode reduzir significativamente a atividade muscular e a carga de trabalho percebida, permitindo que os trabalhadores mantenham o desempenho com menos fadiga e maior consistência. Ou seja, em vez de posicionar a ergonomia apenas como uma função de segurança ou conformidade, a pesquisa reformula a robótica vestível como uma tecnologia de produção que apoia diretamente o desempenho operacional.
Diversos fabricantes de automóveis, incluindo Ford, BMW e Toyota, já começaram a redesenhar estações de trabalho e fluxos de trabalho em torno de exoesqueletos para a parte superior do corpo, demonstrando como a robótica vestível pode influenciar o projeto de tarefas e os processos de produção em larga escala.
Sistemas robóticos vestíveis também podem coletar uma ampla gama de dados quando equipados com sensores de força, movimento, posição e eletromiografia (EMG), que medem a resposta muscular ou a atividade elétrica em resposta à estimulação nervosa do músculo.
Para fabricantes que enfrentam uma força de trabalho envelhecida e riscos persistentes de lesões, a robótica vestível pode se tornar uma estratégia de confiabilidade tanto para o capital humano quanto para os ativos físicos. A redução da fadiga está diretamente relacionada a menos erros, intervenções mais seguras e execução de manutenção mais consistente. O estudo publicado no Journal of Rehabilitation and Assistive Technologies Engineering, relata o projeto, desenvolvimento e avaliação em humanos de um exoesqueleto robótico vestível e macio, acionado pneumaticamente, para o cotovelo, com o objetivo de reduzir a atividade muscular e a percepção de esforço durante tarefas repetitivas.
