El difícil sueño de los vehículos de construcción totalmente autónomos

Khari Johnson

Hace apenas unos años, la promesa parecía ilimitada: automatizar los automóviles y poner fin a los accidentes de tránsito, la principal causa de muerte en Estados Unidos. Si se automatizara la construcción con robots topadores, excavadoras y otra maquinaria pesada, se podrían solucionar los déficits de vivienda e infraestructura en Estados Unidos.

Build Robotics comenzó a probar excavadoras autónomas en 2017 con el objetivo de entrenar máquinas para hacer más en las obras de construcción. En ese momento, el director ejecutivo Noah Ready-Campbell predijo que los equipos totalmente autónomos se convertirían en algo común en las obras de construcción antes de que los coches totalmente autónomos llegaran a las vías públicas.

Pero después de casi siete años de cavar zanjas con excavadoras autónomas, Build Robotics anunció el mes pasado planes para cambiar su enfoque de los proyectos de construcción generales a la instalación de parques solares. Para ello, lanzó RPD-35, un martinete robótico que realiza una única tarea sencilla, utilizando una cabeza de metal sin filo montada en un brazo mecánico para estrellar vigas de acero contra el suelo.

“Para nosotros ahora todo es energía solar todo el tiempo”, dice Ready-Campbell. "Puede parecer que estamos reduciendo nuestro enfoque, pero creo que la energía solar durante los próximos 10 a 20 años se convertirá en la historia de nuestra red eléctrica como país". Dice que el cambio tiene como objetivo en parte aprovechar los fondos para infraestructura y cambio climático aprobados por el Congreso de Estados Unidos el año pasado, y que Built ahora dedicará menos tiempo a otros proyectos.

Algunos vehículos totalmente autónomos circulan por las carreteras de China y Estados Unidos, pero así como el sueño de los coches sin conductor y los robotaxis aún no se ha hecho realidad, la promesa de la IA en la construcción parece haberse quedado corta.

Grandes empresas como Caterpillar en Estados Unidos, Doosan en Corea y Volvo en Europa comenzaron hace unos años a experimentar con maquinaria pesada totalmente autónoma para obras de construcción, pero la idea aún tiene que avanzar más allá de la etapa de prototipo o estar ampliamente disponible.

Las obras de construcción plantean un desafío difícil para los desarrolladores de tecnología de inteligencia artificial y robótica. Las tareas de construcción a menudo implican la manipulación de objetos en 3D y tienen lugar en sitios en un estado de cambio continuo, mientras que la automatización tiene más éxito al realizar tareas repetitivas con resultados predecibles. En cierto modo, es más fácil fabricar vehículos autónomos seguros que circulen por vías públicas bien señalizadas y que cambien más lentamente.

Caterpillar es el mayor fabricante de equipos de construcción del mundo y tiene una profunda experiencia en IA. La compañía ganó el desafío de vehículos autónomos de Darpa que implicó una carrera de 142 millas a través del desierto de Mojave en 2007, y comenzó a experimentar con camiones autónomos en la década de 1990. Los clientes de Caterpillar operan actualmente cerca de 600 camiones autónomos de la empresa en minas de todo el mundo, pero la empresa aún no ha comercializado topadoras o excavadoras automatizadas para la construcción.

Esto a pesar de fijarse el objetivo en 2020 de aumentar las ventas de software para el control de maquinaria autónoma y compensar la disminución de los ingresos por equipos pesados. El CTO Karl Weiss dice que si bien Caterpillar no tiene maquinaria semiautomática en funcionamiento de forma rutinaria, está probando la automatización de maquinaria pesada en sitios de construcción con un pequeño número de socios, aunque se niega a compartir detalles.

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¿Cuándo conducirán esas pruebas a que la maquinaria de construcción autónoma realice un trabajo real en las obras? “Lo lograremos”, afirma Weiss, pero los socios de Caterpillar deben sentirse cómodos con la madurez de la tecnología. "Hay riesgos involucrados, y estamos en ese viaje, aprendiendo con ellos a medida que avanzamos, de modo que cuando estemos listos comercialmente, ellos estén listos y cómodos con el producto".

Weiss dice que Caterpillar comenzó a trabajar en la automatización de operaciones mineras y sitios de construcción aproximadamente al mismo tiempo, hace más de una década, pero la automatización ocurrió más rápido en las minas por algunas razones.

En primer lugar, las minas tienen caminos semipermanentes y el hecho de ser subterráneas permite asegurar el área de manera segura. Y dado que las minas generalmente se encuentran en lugares remotos donde es difícil albergar y alimentar a las personas, la automatización puede ser más atractiva. Por el contrario, las obras de construcción suelen ser de corta duración y estar en un estado de cambio constante, sin carreteras permanentes.

Caterpillar, junto con la startup Teleo, sostiene que el camino hacia sitios de construcción totalmente autónomos debe pasar primero por una fase en la que los equipos semiautomáticos sean operados de forma remota por trabajadores en otros lugares. En esta etapa de desarrollo, personas con la formación necesaria podrán trabajar con máquinas semiautónomas en cualquier parte del mundo utilizando una interfaz que se asemeja a un videojuego, pudiendo incluso trabajar desde casa. Paralelamente, los expertos en IA identificarán tareas repetitivas adecuadas para la automatización.

Hoy en día, los operadores de máquinas pesadas pueden optar por utilizar algunas funciones de automatización limitadas, como la nivelación automática para nivelar las superficies cuando utilizan una topadora. Pero el objetivo, dice el ingeniero jefe de Caterpillar, Michael Murphy, es permitir que una persona opere simultáneamente cuatro o cinco máquinas a la vez haciendo que los algoritmos se hagan cargo de gran parte del trabajo.

Los equipos Caterpillar utilizados hoy en experimentos de automatización se parecen a la maquinaria convencional. Sin embargo, Doosan, la empresa matriz de Volvo y Bobcat, que se comprometió a comercializar su proyecto autónomo Concept-X para 2025, ya están diseñando máquinas sin cabinas donde se siente un operador humano.

Ceren Wende, jefe de comunicaciones de Volvo Andalusian Solutions, dice que la compañía tiene un solo camión sin cabina trabajando en una cantera de piedra caliza en Suiza y siete camiones autónomos en una mina en Noruega, pero ningún equipo pesado autónomo operando en sitios de construcción.

Una excavadora sin cabina para un operador humano parece llamativa, dice Anthony Levandowski, director general de la startup Pronto.ai, pero predice que este tipo de máquinas todavía están "muy, muy lejos" de su uso generalizado.

Levandowski fue una vez miembro fundador del equipo de motivación y predijo que los autos sin conductor pronto tomarían el control. Antes de declararse culpable de tomar información confidencial de la división de conducción autónoma Waymo de Google (y recibir el perdón del ex presidente Trump), ayudó a catalizar la industria de la conducción automatizada cuando, en 2008, programó un Prius autónomo para cruzar la carretera San Francisco-Oakland. Bay Bridge (con escolta policial) para entregar una pizza.

"Pensé: 'Creo que estamos a unos dos años de que esto sea comercializable'", dice Levandowski. "Eso fue hace 15 años". Hoy considera que los coches autónomos se han quedado atrás. Pronto, al igual que Caterpillar, se centra en automatizar camiones que viajan por rutas predeterminadas en minas y canteras.

Aunque los camiones pueden pesar más de 100 toneladas, es significativamente más fácil que la conducción autónoma en vías públicas, porque los vehículos operan en redes de carreteras privadas más simples. Los empleados reciben formación sobre cómo comportarse y qué esperar de las máquinas autónomas.

Levandowski dice que Pronto no está trabajando en la automatización de la construcción. Él espera que el progreso sea modesto en los próximos años, asumiendo tareas más simples como la nivelación automática usando una topadora y camiones cisterna para la supresión del polvo.

El director ejecutivo de Built, Noah Ready-Campbell, dice que los esfuerzos de investigación y desarrollo de su empresa ahora se centran en el martinete robótico, a pesar del historial de la empresa con la automatización de topadoras, minicargadoras y excavadoras. Aunque la empresa demostró que era posible cavar zanjas con excavadoras automatizadas, se topó con obstáculos al intentar convencer a los clientes de que adoptaran la automatización. "Hay que resolver un problema lo suficientemente grande como para estimular la adopción", dice Ready-Campbell. "La gente sólo cambiará su comportamiento si vale la pena".