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O KR AGILUS escala novas alturas como robô limpador de janelas

A Skyline Robotics atingiu mais do que muitas outras empresas sequer tentaram aperfeiçoar. A empresa de Tel Aviv automatizou a limpeza de fachadas para arranha-céus no mundo todo – uma tarefa que há mais de 100 anos era realizada manualmente. Janela por janela.


Ozmo: O melhor do KR AGILUS, processamento de imagens informatizado e IA

Para a automação da limpeza de janelas a equipe da Skyline Robotics desenvolveu o Ozmo: este sistema combina o robô KR AGILUS da KUKA com um sistema de processamento de imagens informatizado, inteligência artificial (IA) e tecnologias da aprendizagem de máquina. O que anteriormente exigia um trabalho físico árduo de três a quatro meses, o Ozmo realiza de forma automatizada em quase metade do tempo. A principal melhoria deste novo desenvolvimento: o sistema proporciona segurança ao substituir mão-de-obra humana na plataforma de trabalho. Pois para a limpeza manual de fachadas de vidro normalmente são necessários três a quatro colaboradores: dois, que limpam na plataforma de trabalho ao longo da fachada, uma pessoa no telhado do prédio e, às vezes, uma outra no chão. Para o trabalho com o Ozmo é necessário apenas uma pessoa, que controla a plataforma de trabalho, a alimentação de energia elétrica e de água e a grua. Enquanto isso, o robô se ocupa com a fachada de vidro.
Limpar automaticamente grandes superfícies de vidro: o que antigamente era trabalho manual, agora é realizado vidro a vidro por um robô de limpeza de janelas em arranha-céus

Cinco anos de preparação para o resultado de limpeza perfeito

Para que o suprimento de energia e água funcione, o Ozmo foi concebido de tal forma que ele caiba na infraestrutura existente da unidade de manutenção do prédio (Building Maintenance Unit, BMU), utilizando energia elétrica e água do próprio prédio. Parte da plataforma de trabalho é uma mesa com diferentes sensores e computadores. Por cima se encontra o braço do robô com a sua câmera Lidar (Lidar é sinônimo de light imaging, detection and ranging e de uso de pulsos de laser). A câmera Lidar utiliza lasers da classe 1, que são inofensivos para o homem. Tão logo esta mesa seja fixada na plataforma de trabalho existente para a limpeza de fachadas, o sistema está pronto para o uso.

Ross Blum, Presidente e COO da Skyline Robotics, relata que a equipe da Skyline trabalhou no projeto Ozmo nos últimos cinco anos. Nesse processo foram vencidos diversos obstáculos tecnológicos e dados passos iterativos no caminho para a integração de todos os componentes e funcionalidades necessários. Isso inclui também o robô industrial KR AGILUS e a sua programação, que capacita o braço do robô a imitar movimentos humanos na limpeza de janelas.

Do alto ao longo da superfície de vidro

Onde antigamente três pessoas faziam a limpeza em alturas vertiginosas, graças ao Ozmo, hoje são necessários apenas um KR AGILUS e uma pessoa que controla o sistema de limpeza no telhado

Limpeza do prédio: Como o Ozmo enxerga, tateia e pensa

Ross Blum encontra analogias para os sentidos humanos, quando ele explica o modo de funcionamento e as propriedades do sistema Ozmo: "O braço do robô se comunica com a câmera Lidar, que capacita o robô a "enxergar", e com um sensor de força-torque na extremidade da escova de limpeza, que representa o seu "sentido de tato". O software de sistema funciona como "cérebro" e coleta os dados das diferentes câmeras e sensores para a otimização contínua do planejamento da trajetória com uma velocidade de aproximadamente 200 vezes por segundo, enquanto o Ozmo desce automaticamente na fachada de vidro do arranha-céu." O cerne da solução Ozmo é o KR AGILUS na versão Waterproof em conjunto com uma inteligência artificial baseada em software, que permite o uso para a limpeza de fachadas de vidro. A Skyline Robotics desenvolveu um algoritmo que informa o controle de força e outras variáveis ao robô. Assim é possível controlar quanta pressão o robô exerce sobre o vidro do prédio.

De resistência a intempéries até classe mundial

O raio de alcance do robô de limpeza de janelas é de 1,10 m. Segundo Ross Blum, foi um "dos principais motivos da Skyline escolher a KUKA, pelo fato do KR AGILUS lidar com os desafios de um ambiente ao ar livre, enquanto a maioria dos concorrentes falhou nisso. A isso é acrescentada a credibilidade da marca KUKA e a equipe de classe mundial que está por trás disso." Blum complementa que estes robôs correspondem ao grau de proteção IP67, são muito confiáveis e que sua mobilidade em seis eixos também foi determinante para a decisão da Skyline Robotics. Pois o Ozmo também deve lidar com arquitetura moderna e formas geométricas complexas de fachadas de vidro em certos arranha-céus.
Com um raio de alcance de 1,10 m o robô KR AGILUS limpa até mesmo formas complexas de fachadas

Mais liberdade graças à unidade de comando para robôs de pequeno porte KR C5 micro

A unidade de comando para robôs de pequeno porte KR C5 micro da KUKA contribui, no sistema Ozmo, consideravelmente para cumprir as diferentes restrições mundiais de peso para plataformas de trabalho. A KR C5 micro pesa apenas 9,8 kg, sendo assim até 16 kg mais leve do que unidades de comando comparáveis e ocupa também consideravelmente menos espaço. Por isso, em alguns casos, a Skyline Robotics pode colocar vários KR AGILUS em uma plataforma de trabalho, mesmo com restrições de peso mais rigorosas. "Queremos dominar o campo quando se trata de usar robôs fora de ambientes controlados", enfatiza Blum. "E acreditamos que a KUKA é o parceiro de automação certo para nos acompanhar neste caminho. Também a KUKA expande os limites das formas típicas de aplicação com a sua robótica, e estamos ansiosos por trabalhar em estreita cooperação com os engenheiros da KUKA, para desenvolver produtos personalizados para o ambiente ao ar livre."
Robô de limpeza de janelas KR AGILUS: o pequeno realiza grandes trabalhos na limpeza de fachadas de vidro e pode ser usado de forma flexível

Até rajadas de vento não tiram o Ozmo do equilíbrio

Toda a tecnologia integrada no Ozmo é extremamente avançada, principalmente o software, bem como os componentes de hardware de primeira linha. Por um lado, eles permitem à Skyline Robotics controlar os movimentos do robô e de readaptá-los continuamente, enquanto o robô faz a limpeza das janelas. E, por outro lado, permitem estabilizar em tempo real a plataforma de trabalho com o robô. Isso é um desafio, porque é preciso constantemente contar com incidentes inesperados como rajadas de vento ou particularidades da cinemática da grua. Esses podem fazer com que um lado da plataforma tenda mais para baixo do que o outro. No entanto, o Ozmo está em condições de registrar estas variáveis e de compensá-las imediatamente. Assim é assegurada uma limpeza de vidros da mais alta qualidade, bem como o caminho mais eficiente. Para a estabilização o Ozmo usa o robô KR AGILUS e a sua capacidade de atuar como contra-força à plataforma de trabalho não-estabilizada. O braço do robô permanece então fixado meio segundo a mais na janela do prédio, para evitar movimentos oscilantes da plataforma de trabalho. De acordo com Ross Blum, a Skyline Robotics é a primeira e até então única empresa de robótica, que utiliza com sucesso um braço de robô dessa forma.

A experiência de muitos anos é o fator decisivo

"Várias empresas de robótica desejam se estabelecer no negócio de limpeza automatizada de fachadas", enfatiza Michael Brown, Presidente da Diretoria e CEO da Skyline Robotics. "Contudo, esse negócio é muito complexo e matemático, principalmente no que se refere à inteligência artificial e ao aprendizado de máquina. Você não pode simplesmente colocar um robô sobre uma plataforma de trabalho e achar que isso é o suficiente. Nós trabalhamos por anos junto com limpadores de janelas, para aperfeiçoar o nosso sistema e assegurar que ele dispõe dos algoritmos necessários para ambientes variáveis."
Ozmo enxerga, tateia e pensa. Isso facilita ao robô de limpeza de janelas o trabalho ao longo da fachada

Parceiros fortes para o robô de limpeza de janelas

Ele também menciona que as parcerias tiveram um papel importante no desenvolvimento do Ozmo: "A KUKA nos assessorou em todos os passos, e não poderíamos ter um parceiro melhor", segundo Brown. "Assim que terminarmos a chamada fase Proof of Concept (prova de conceito) na cidade de Nova Iorque, queremos nos encontrar novamente com a KUKA para discutir e obter conhecimentos sobre como podemos otimizar ou melhorar o nosso produto com a sua tecnologia. Para nós a cooperação com a KUKA é determinante para o sucesso da nossa empresa."
Máxima eficiência e alto desempenho de limpeza – isso também convence inúmeros investidores

Promoção do Ozmo na cidade de Nova Iorque

E por falar na fase Proof of Concept: a Skyline Robotics recebe agora um abrangente apoio para ela. A empresa anunciou a conclusão bem-sucedida de uma rodada de financiamento de 6,5 milhões de dólares. A Skyline Standard Holdings liderou a rodada de financiamento, a Kärcher New Venture GmbH, Gefen Capital e outras participaram. "A Kärcher tem o prazer de continuar a apoiar a Skyline Robotics na missão de criar um ambiente de trabalho mais eficiente e seguro para a limpeza de janelas em nível global", segundo Patrick Nennewitz, Head of Corporate Venturing na Kärcher New Ventures GmbH. Segundo Nennewitz, "a capacidade da Skyline de reestruturar um ramo de atividades por meio de robôs e, ao mesmo tempo, criar postos de trabalho, é um modelo que outras empresas de robótica deveriam imitar. Uma vez que os prédios estão cada vez mais altos e devido à diminuição da mão-de-obra, a fundação da Skyline vem no tempo certo e é necessária."

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