El desarrollo de la robótica permite crear sistemas automatizados únicos que no sólo pueden realizar trabajos peligrosos en lugar de los humanos, sino también salvar vidas. El principal objetivo de su desarrollo es aumentar la seguridad de los equipos de rescate y ampliar sus capacidades técnicas.
En el contexto del esquema estadístico empleado, el grupo de bomberos, lucha contra las bombas, vigilancia y seguridad (civil) se refiere a las aplicaciones de los robots civiles. Muchos de estos robots son teledirigidos o semiautónomos, por lo que el capítulo considera tanto los robots reales como los dispositivos robóticos que tienen un nivel de autonomía limitado. Un esquema de clasificación de los robots de rescate y seguridad según los tipos de catástrofe puede ser el siguiente: meteorológica, geológica, provocada por el hombre (terrorista) y minera.
Lucha contra las catástrofes
Los robots de lucha contra catástrofes consisten en una unidad móvil sobre la que se monta un brazo manipulador o, recientemente, en humanoides que pueden ejecutar la tarea de manipulación con dos brazos, el torso y las piernas. Aunque los robots pueden realizar determinadas tareas de forma independiente, el operador siempre puede intervenir por control remoto
Un ejemplo es el Talon de QinetiQ, que afirma ser el "robot más fácil de manejar". El uso de un mando a distancia basado en un joystick, como los mandos de los juegos, facilita que el operador se familiarice con el sistema al poco tiempo. Las plataformas ofrecidas se utilizan en diversos ámbitos de aplicación, como la vigilancia/seguridad tanto en tierra como en agua o el desminado. Se está trabajando para añadir una autonomía parcial a los robots basada en una rica información de sensores y estrategias de rescate.
El famoso robot Atlas de Boston Dynamics (una plataforma de investigación) es el último de una línea de robots humanoides avanzados que la empresa está desarrollando. El sistema de control de Atlas coordina los movimientos de los brazos, el torso y las piernas para conseguir una copia móvil de todo el cuerpo, ampliando su alcance y espacio de trabajo con 28 actuadores hidráulicos. La capacidad de Atlas para equilibrarse mientras realiza tareas le permite trabajar en un gran volumen ocupando poco espacio. El hardware de Atlas se beneficia de la impresión en 3D para ahorrar peso y espacio, lo que da como resultado un robot notablemente compacto con una elevada relación resistencia-peso y un amplio espacio de trabajo. Atlas sólo pesa 80 kg y tiene una altura de 1,5 m. La visión estereoscópica, la detección de alcance y otros sensores dan a Atlas la capacidad de manipular objetos en su entorno y desplazarse por terrenos accidentados. Atlas mantiene el equilibrio cuando se le empuja y puede levantarse si se vuelca.
El Cheetah del MIT fue desarrollado para correr y saltar por terrenos accidentados; podía subir una escalera llena de obstáculos e incluso recuperar el equilibrio si se le empujaba. Se basa principalmente en una tecnología llamada "locomoción ciega" para navegar por su entorno. La locomoción ciega no depende de la visión de las cámaras, sino que confía en la información táctil. Sangbae Kim, profesor asociado de ingeniería mecánica en el MIT, que también es el diseñador del robot, afirma: “La visión puede ser ruidosa, ligeramente imprecisa, y a veces no está disponible, y si se confía demasiado en la visión, el robot tiene que ser muy preciso en su posición y finalmente será lento. Por eso queremos que el robot se base más en la información táctil. De este modo, puede hacer frente a obstáculos inesperados mientras se mueve con rapidez;
Snakebite, también conocido como el robot serpiente, es un robot biomórfico hiperredundante que se asemeja a una serpiente biológica. Fue desarrollado en la Universidad Carnegie Mellon con más de doce articulaciones, lo que le permite arrastrarse y trepar a través de los escombros que los primeros socorristas no pueden alcanzar. Una cámara montada en la cabeza , luces LED y tecnología láser de medición de distancia permite al personal de rescate guiar a la serpiente a través de los escombros mientras transmite material de vídeo a un equipo distante. Se desplegó, por ejemplo, durante los terremotos de México en 2017.
Una comunidad de investigación muy activa en el ámbito de la búsqueda y el rescate robóticos impulsa el estado de la técnica a través de investigaciones conjuntas y numerosas competiciones. Varias publicaciones describen estas actividades, así como una visión general de los escenarios de rescate robótico avanzado. Lanzado en respuesta a una necesidad humanitaria que se hizo patente durante el desastre nuclear de Fukushima (Japón) en 2011, el DARPA Robotics Challenge consistió en tres competiciones cada vez más exigentes a lo largo de dos años, en 2013 y 2015.
Nivel de distribución
Aún así, la mayoría de los robots son teledirigidos con relativamente poca autonomía. Sin embargo, existe un claro camino hacia la inteligencia de las misiones de las máquinas a medida que la tecnología se desarrolla y madura. Especialmente los laboratorios y los equipos de primera intervención mantienen una flota de diferentes robots.
Los concursos de robótica para catástrofes en el marco de la Cumbre Mundial de Robótica 2020 (aplazada a septiembre debido a la pandemia de Covid-19, y que por tanto se celebra en torno a la fecha límite de redacción de este informe) infundirán al tema nuevas tecnologías y demostraciones de viabilidad técnica. La categoría de robótica para catástrofes considera la resolución de problemas en infraestructuras, prevención de catástrofes y respuesta a las mismas, y pretende realizar tareas especialmente complicadas, como la prevención de catástrofes en plantas y la respuesta a catástrofes en túneles. Habrá tres retos para obtener resultados suficientes:
- Prevención de catástrofes en las centrales (sobre la catástrofe de Fukushima)
- El primer túnel de respuesta y recuperación ante una catástrofe en el mundo
- Robótica estándar para catástrofes
Consideraciones de coste-beneficio y retos de marketing
El elevado coste de los robots de bomberos (a partir de € 50.000) no permite a los servicios de bomberos mantener varios sistemas que podrían utilizarse en grandes incendios.
El uso de un solo robot para colocar varios extintores baratos y convencionales cerca del fuego aprovecha al máximo las características del robot y reduce el riesgo de perder el costoso robot de navegación en caso de explosión o de derrumbe de una estructura. Por supuesto, requiere que el equipo del cañón sea compatible con el robot. Salir del fuego rápidamente es un problema central que estos robots aún no resuelven.
En el pasado se ha desarrollado una amplia gama de robots para la desactivación de bombas. En la actualidad, estos robots, normalmente teleoperados, desempeñan un papel cada vez más importante en los esfuerzos de seguridad nacional. La configuración típica de los robots de desactivación de bombas es una base móvil con un brazo manipulador y una pinza, un conjunto de instrumentos de diagnóstico (cámara, detectores químicos), instrumentos de desactivación de bombas y una unidad de teleoperación (atada o inalámbrica). Como el brazo manipulador de los robots de desactivación de bombas puede cargar peso, cambiar de herramientas y recoger otras nuevas, no se necesita ayuda manual. Además, los instrumentos de desactivación de bombas, como las unidades de congelación a bordo o las pistolas de agua, pueden desactivar los artefactos explosivos in situ, de modo que los operadores pueden permanecer a una distancia segura durante toda la operación.
Se basan en las imágenes de las cámaras de allí, por lo que un buen posicionamiento es crucial para realizar el trabajo de precisión requerido. Por supuesto, unos operarios cualificados, capaces de un manejo preciso y con experiencia con este tipo de robots, son otros requisitos para el éxito de las operaciones. Otros instrumentos de diagnóstico, como la fotografía de rayos X, proporcionan información explícita de forma inmediata y permiten tomar decisiones rápidas y basadas en la información.
Robin Murphy, profesor en EE.UU. y conocido como fundador de los robots de rescate, concluye algunos puntos en una entrevista de 2019. Todos los robots terrestres, aéreos y marinos han sido teleoperados (como los Mars Rovers) en lugar de ser totalmente autónomos (como un Roomba), principalmente porque los robots permiten a los socorristas mirar y actuar en tiempo real; siempre hay algo que necesitan ver o hacer inmediatamente.
Los robots han estado al menos en 35 eventos y se han utilizado al menos en 29 (a veces el robot es demasiado grande o no es intrínsecamente seguro). El obstáculo técnico más importante es la interacción entre el hombre y el robot; sin embargo, el error humano es también una razón considerable de fracaso. En general, los robots no se utilizan inmediatamente después de una catástrofe. Por término medio, se tarda 6,5 días en desplegar un robot en una zona de catástrofe; o bien una agencia tiene un robot y lo utiliza en 0,5 días, o no lo tiene y tarda 7,5 días en darse cuenta de que un robot sería útil y llevarlo al lugar.
Para aumentar la eficacia del uso de la robótica en la respuesta a las catástrofes, la ergonomía y la investigación de los factores humanos se han convertido en temas de investigación primordiales. Se han desarrollado métodos de prueba para medir y optimizar las capacidades básicas del robot/operador necesarias para realizar las tareas operativas definidas por los equipos de emergencia, los soldados y sus respectivas organizaciones. Se han probado más de 100 robots con distintos grados de exhaustividad en la lista de métodos de prueba estándar. Un resumen detallado describe cómo utilizar los métodos de prueba adecuados para evaluar los robots, especificar y defender las decisiones de compra, y formar a los operadores con medidas de competencia.