Progresa el proyecto HR-RECYCLER

Progresa el proyecto HR-RECYCLER

Desde 2018 Sadako participa en el proyecto europeo HR-Recycler (Hybrid Human-Robot Recycling plant for electrical and electronic equipment), una nueva oportunidad para la compañía de ampliar el impacto de su tecnología en la industria de los residuos y el reciclaje.

HR-Recycler tiene como objetivo el desarrollo de una “planta híbrida de reciclaje humano-robot para RAEE (residuos de aparatos eléctricos y electrónicos)”.

El objetivo general de HR-Recycler es crear un entorno de colaboración híbrido, en el que humanos y robots compartan y lleven a cabo al mismo tiempo diferentes tareas de procesamiento y manipulación, orientadas al caso de aplicación industrial del reciclaje de RAEE.

Como empresa de IA y visión por ordenador, el papel de Sadako en el proyecto HR-Recycler es proporcionar los cruciales algoritmos de visión a los sistemas robóticos, permitiendo la percepción del entorno en el que se desenvuelven estas máquinas.

Debido a la gran variedad de sistemas dependientes de la visión que se emplean en este proyecto (diferentes tipos de brazos robóticos y AGV’s, software planificador central de la planta), existen muchos retos diferentes y cada uno necesita su propia solución específica. Todas las soluciones diseñadas se basan en el uso de cámaras RGB-D y ordenadores capaces de inferir redes neuronales y son una buena ilustración de las muchas capacidades y aplicaciones de la visión por ordenador.

Hasta el momento, Sadako ha desarrollado soluciones para las etapas de clasificación y desensamblaje del proceso de reciclaje, así como para la navegación del AGV. Estas soluciones consisten fundamentalmente en la detección de objetos RAEE y de poses y gestos humanos. Las 3 principales áreas de desarrollo han sido:

  1. Clasificación: Percepción 3D y reconocimiento de objetos para la aplicación “bin picking”.
  2. Desensamblaje: Vídeo-inferencia para el reconocimiento de acciones humanas, necesario para la colaboración entre humanos y robots y la gestión del estado de las tareas
  3. AGV: Percepción de la ubicación humana, necesaria para la planificación óptima de la trayectoria del AGV y la seguridad humana

1. Clasificación: Percepción 3D y reconocimiento de objetos para la aplicación “bin picking”.

Esta etapa es la primera del proceso de reciclaje, donde los RAEEs llegan mezclados en grandes containers y deben ser clasificados por tipo de objeto (Microondas, Pantalla plana, Torre de PC, Lámpara de emergencia).

Hemos desarrollado algoritmos de visión de Deep Learning y procesamiento de nubes de puntos que identifican el tipo y la orientación 3D de cada objeto que yace en la cesta y proporcionan al brazo robótico (COMAU NJ-220) una decisión de picking.

Para ello, hemos creado previamente un importante Dataset a través de varias sesiones de grabación en nuestro laboratorio y en las instalaciones de los usuarios finales (plantas de reciclaje de RAEE) que participan en el proyecto.

 

 

La funcionalidad de bin picking ha sido probada con el robot en un prototipo de celda de clasificación en las instalaciones de COMAU, como se puede ver en la imagen inferior.

 

 

2. Desmontaje: Vídeo-inferencia para el reconocimiento de humanos

El segundo paso del proceso, el Desmontaje, es en el que se desmontan los objetos previamente clasificados y se separan sus componentes por materiales para ser enviados a su ubicación final de reciclaje. El desmontaje lo realiza un operario, con el apoyo de un brazo robótico colaborativo.

Para lograr la colaboración con el robot, Sadako ha creado un sistema de visión que comprende la detección de poses y acciones con 2 funcionalidades principales: que el trabajador pueda interactuar con el robot que le ayuda a través de un conjunto predeterminado de acciones (gestos y tareas), y que el robot pueda cambiar su comportamiento en función de la distancia humano-robot.

Para ello, Sadako ha desarrollado un software basado en IA capaz de detectar acciones en un vídeo, diferente de la visión por ordenador estándar que detecta objetos en una imagen.

La integración del software se ha probado con éxito con el IBEC, en las instalaciones de Sadako.

 

 

3. AGV’s: Percepción de la ubicación humana

Los AGV’s se utilizan para transportar los objetos de los RAEE’s entre cada etapa del proceso de desmantelamiento, reduciendo el trabajo físico repetitivo y de alto esfuerzo de los operarios. Para garantizar que la trayectoria del AGV no interfiera con el movimiento de los humanos por la fábrica, el sistema central debe conocer su posición.

Para lograrlo, Sadako ha desarrollado una solución basada en Openpose, un software que extrae la posición de las articulaciones de los humanos sobre una imagen, cruzada con la información de profundidad proporcionada por la cámara, permitiendo así percibir la posición y orientación de los operarios en tres dimensiones. Este software puede desplegarse tanto en el puesto de trabajo de desmontaje como a bordo de los AGV.

 

 

El proyecto HR-Recycler avanza ya hacia la fase de pilotaje, y Sadako se mantiene muy activo en éste, en linea con su compromiso de desarrollar una tecnología que mejore el mundo y reduzca los riesgos para la salud de los humanos en la industria de los residuos.

 

 

HR-Recycler es un proyecto financiado por la Comisión Europea.

Este proyecto ha recibido financiación del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención nº 820742.