Amazon logra lo imposible con Vulcan, su nuevo robot inteligente capaz de sentir como un humano

Entrar en un centro logístico de Amazon es como adentrarse en un pequeño universo, uno en el que cada movimiento y cada pieza están calculados al milímetro para crear un baile perfecto de sobres de papel y cajas de cartón. Todos bien ataviados con la sonrisa de la compañía, la mítica flecha hacia arriba que hace de logotipo a la empresa de Jeff Bezos.

Estos enormes centros, repartidos por todo el mundo, se nutren de cientos de personas para lograr que el producto que has comprado en tu casa cómodamente solo con un clic llegue en el menor tiempo posible. En concreto, Amazon cuenta con unos dos millones de empleados a nivel global, 28.000 de los cuales se encuentran en España.

Pero este gigante tecnológico no solo vive de humanos. Ser una de las plataformas de ecommerce más populares y potentes del mundo requiere estar a la vanguardia tecnológica para no quedarse atrás con respecto a la cada vez más feroz competencia, especialmente la que viene del continente asiático. Y ahí es donde entra la robótica.

Robots en la industria: máquinas entumecidas... hasta hoy

Cuando pensamos en robots a menudo nos imaginamos figuras humanoides correteando de un lado a otro gracias a sus pies en forma de ruedas o haciendo muchos movimientos a la vez, como si fueran diosas indias capaces de, por ejemplo, colocar varios objetos en distintos estantes.

Sin embargo, generalmente en los procesos industriales la robótica es sinónimo de todo lo contrario: brazos mecánicos que hacen movimientos precisos, controlados y, por norma general, repetitivos. La calidad de la ejecución cuenta más que la cantidad.

Amazon y sus centros de almacenamiento y distribución son un gran ejemplo de ello. El pasado mes de octubre, en 20bits tuvimos la oportunidad de conocer de primera mano en Nashville a los ocho robots que la compañía ha desarrollado para sus plantas logísticas. Esta semana, la empresa de Bezos nos ha presentado a un nuevo miembro de la familia.

Se llama Vulcan y encarna el siguiente nivel en robótica: la inteligencia artificial física.

¿Qué hace diferente a Vulcan?

Vulcan —en español, Vulcano— es el dios romano del fuego y de la forja, un nombre que le da un carácter rudo. Sin embargo, este androide es delicado en sus tareas por un motivo: es el primer robot de Amazon con sentido del tacto.

Esto, que puede sonar banal, es un hito bastante rompedor. El director de IA robótica de Amazon, Aaron Parness, aseguraba en el evento de presentación en Dortmund (Alemania) que se trata de “un gran avance en robótica, ingeniería, IA física... una tecnología que era inimaginable hace tres años”. Ahora, este avance “está transformando” las operaciones de la compañía en Europa y América del Norte, ayudando a los empleados mientras cumplen con los pedidos de los clientes.

Vulcan también es su primer robot que utiliza vídeo en lugar de imágenes fijas para monitorizar y controlar los movimientos. “Está construido para trabajar en el mundo real, una realidad desordenada en lugar de un set de película cuidadosamente construido o un entorno de laboratorio prístino”. En el pasado, continuaba Parness, cuando un robot industrial hacía contacto con algo inesperado, se activaba una parada de emergencia y el androide “aplastaría ese contacto, a menudo sin saber que había golpeado algo”.

Ese comportamiento responde a la habitual falta de sentido del tacto de los robots. Pero Vulcan sí puede sentir.

Un nuevo hito en la inteligencia artificial física

Esta tecnología se despliega en dos fases distintas: la que coloca el paquete en los estantes y la que lo saca —‘Pick’ y ‘Stow’—. Esto no es nuevo en sí, ya que Vulcan no es el primer robot de Amazon que puede manejar cosas: “Nuestros sistemas Sparrow, Cardinal y Robin usan visión por ordenador y ventosas y mueven productos individuales o paquetes. Proteus, Titan y Hercules levantan y transportan mercancías por nuestros centros logísticos”, señalan desde la compañía en una nota de prensa.

La diferencia es que Vulcan puede entender cuándo y cómo hace contacto con un objeto. Esa capacidad se consigue gracias a mucha tecnología y se pone en práctica con una creativa solución: una especie de pinza en el extremo del brazo robótico, con forma de plancha de pelo, que puede capturar los objetos con precisión y sostenerlos con la fuerza justa y necesaria que requiera cada uno, guiado por sofisticados sensores que le indican la presión que debe ejercer.

Nicolas Hudson, el ingeniero principal de Amazon Robotics y del proyecto Vulcan, nos explicaba a un pequeño grupo de periodistas españoles que la fuerza de agarre varía en función de los atributos del objeto.

“Este nivel de inteligencia física, la capacidad de ver y sentir y navegar por este espacio desordenado con la mano sin dañar ninguno de los objetos circundantes, ha sido casi imposible hasta ahora. Y esta es la diferencia entre la inteligencia física y la inteligencia cerebral o digital”, concluía Parness.

Así funciona Vulcan, el nuevo robot con sentido del tacto de Amazon

En los centros logísticos de Amazon, el inventario se almacena en módulos cubiertos de tela —llamados ‘Pods’— que están divididos en compartimentos de menos de un metro cuadrado, cada uno de los cuales puede contener hasta 10 artículos de media. Meter o sacar un producto de este espacio ha sido históricamente un trabajo reservado para personas, cuya destreza les permite hacer este tipo de cosas de forma natural. Vulcan es el primer robot con ese mismo tipo de delicadeza.

Al igual que una persona, puede introducir objetos dentro de esos compartimentos y hacer hueco para lo que está guardando, porque sabe cuándo hace contacto y cuánta fuerza está aplicando y puede detenerse antes de causar algún daño. Solo que en lugar de pulgares oponibles, utiliza su pinza robótica alimentada por sensores de retroalimentación de fuerza.

En el proceso contrario, el de sacar un producto, Vulcan usa un brazo que lleva una cámara y una ventosa. La cámara mira el compartimento y selecciona el artículo que se va a agarrar, junto con el mejor lugar para sujetarlo. Mientras la ventosa lo agarra, la cámara observa para asegurarse de que cogió únicamente el producto correcto.

El robot utiliza visión por ordenador avanzada para detectar objetos, aprender su profundidad y posición e incluso ver a través de las bandas transparentes de los contenedores. Puede manejar una amplia gama de pesos, aunque de momento está limitado artificialmente a unos 2,3 kg para el proceso de recogida (‘Pick’) y unos 3,6 kg para el de retirada (‘Stow’).

A diferencia de robots anteriores que usaban imágenes fijas, Vulcan procesa un flujo de vídeo continuo mientras opera, lo que le permite ajustar sus movimientos y reintentar acciones si fallan.

Finalmente, el robot tiene inteligencia: no se ha entrenado únicamente con simulaciones por ordenador, sino que se utilizaron miles de ejemplos del mundo real, incluidos datos físicos que incluyen retroalimentación táctil y de fuerza.

“Con estas habilidades, Vulcan puede manejar actualmente cerca de tres cuartas partes de los millones de productos que ofrecemos y mover el inventario a velocidades muy rápidas”, informan desde Amazon. También es lo suficientemente inteligente como para identificar cuando no puede manejar un artículo específico y puede pedir ayuda a una persona. Según los datos ofrecidos por la compañía, trabaja a un ritmo similar al de un humano.

Ya está en funcionamiento en Alemania y Estados Unidos

Vulcan empezó a desarrollarse hace tres años en los laboratorios de la empresa en Seattle. Aunque los brazos robóticos articulados son comprados a un proveedor externo (Universal Robots), Amazon ha diseñado la disposición general de la estación, las herramientas del extremo del brazo y casi todo el software y control.

Actualmente, el robot está operativo en los centros logísticos de Spokane (Estados Unidos) y Hamburgo (Alemania), recogiendo y almacenando inventario en las filas superiores e inferiores de módulos de inventario.

Gracias a su integración, dado que las filas superiores están a más de dos metros de altura, se evita que las personas usen una escalera para alcanzarlas. También ahorra incomodidad al no tener que agacharse para coger lo que hay en las filas inferiores.

Mientras, el personal de Amazon está encontrando nuevos retos profesionales, aseguraba Parness: “A medida que hemos desplegado robots en nuestras operaciones, hemos creado cientos de nuevos empleos como monitores de planta robótica, ingenieros de fiabilidad y técnicos de mantenimiento. Una de mis cosas favoritas en Amazon es que no necesitas un título universitario para tener una carrera en robótica”. Se refiere al programa de capacitación Career Choice, que ayuda a los empleados a aprender de alta tecnología.

El directivo concluye afirmando que la combinación de trabajo entre Vulcan y el personal de Amazon “es mejor que cualquiera por separado”.

Durante los últimos doce años, la compañía ha implementado más de 750.000 robots en sus centros logísticos para hacerse cargo de las partes físicamente más exigentes del proceso.