Robots de almacén AGV / AMR

Qué incluye el servicio de navegación

Configuramos la navegación para la flota de robots de almacén AGV y AMR que el cliente ya posee, y no suministramos los carros. Como entrada tomamos el plano del almacén, el modelo del chasis y los sensores (lidares, cámaras, encoders) y escribimos la parte de software: el mapa del espacio, las rutas, las reglas de evasión y la lógica de despacho de la flota. Transporta la carga por el almacén el equipo del cliente, y nuestra zona de responsabilidad es el software que convierte un conjunto de carros en un sistema gobernable. Por separado configuramos la integración con el WMS y el nivel superior, para que las órdenes de movimiento lleguen desde el sistema de gestión y no se introduzcan a mano. El resultado del servicio es una configuración de navegación operativa y unos parámetros comprobados sobre el equipo del cliente antes de su puesta en explotación.

Cómo funciona la navegación en esencia

El robot resuelve de forma continua tres tareas: dónde está, cómo es el entorno y por qué camino llegar al objetivo. La localización coteja los datos del lidar y la odometría con un mapa del almacén construido de antemano, por lo que el carro conoce su posición sin marcas en el suelo ni cables en el techo. El planificador traza la ruta global hasta el punto de destino, y el bucle local recalcula la trayectoria en tiempo real, esquivando personas, palets y otros equipos. El despachador de la flota reparte las tareas entre las máquinas, las separa en los cruces y no deja que dos carros ocupen el mismo pasillo. Toda esta lógica la ejecuta el ordenador de a bordo del equipo del cliente, y nosotros la definimos con parámetros y código, sin intervenir en la mecánica.

Historia del nacimiento de los AGV

El primer transportador de guiado automático lo construyó en 1953 Arthur (Mac) Barrett Jr., propietario de la empresa Barrett Electronics de Northbrook, Illinois. Era un tractor de remolque modificado que circulaba por un almacén de alimentación siguiendo la señal de un cable tendido bajo el techo; empezó a venderse en serie en 1954 con el nombre de Guide-O-Matic. Más tarde el cable se trasladó al suelo, y durante décadas la navegación de los AGV se basó precisamente en guías físicas: cables, cinta magnética, líneas ópticas. Eso daba precisión, pero ataba rígidamente la ruta a la infraestructura: cualquier cambio en el esquema del almacén exigía rehacer las marcas. Los robots de almacén modernos se han alejado de los cables hacia la navegación por mapa y la visión por computadora, que es lo que constituye la mayor parte de nuestro trabajo.

Por qué es crítica la parte de software

En la navegación sin cables, el comportamiento de la máquina lo determina por completo el software, por eso el coste de un error de configuración es alto. Si el mapa se construye de forma imprecisa o los parámetros de localización se ajustan de manera grosera, el carro deriva, confunde pasillos y se detiene donde el paso está libre. La precisión del posicionamiento influye directamente en la seguridad: el robot comparte el almacén con personas y equipos, y una desviación de apenas diez centímetros en un pasillo estrecho se convierte en una colisión o un bloqueo. El despacho de la flota también depende de la lógica de software: sin ella varias máquinas crean atascos y bloqueos en los cruces en lugar de aumentar la productividad. Por eso dedicamos el grueso del tiempo no al hardware, sino a la calibración, el mapa y las reglas de movimiento, y los afinamos sobre el equipo del cliente hasta un comportamiento predecible.

Stack: ROS2, Nav2, SLAM

El armazón base es ROS2, un entorno industrial de intercambio de mensajes entre los nodos del robot, sobre el que se sostienen los drivers de los sensores, el control de los accionamientos y el intercambio de datos con el nivel superior. La capa de navegación la construimos sobre Nav2, el stack de enrutado estándar de ROS2, que usa árboles de comportamiento y un ciclo de vida gestionado de los nodos, lo que da un arranque, una parada y una recuperación controlados de la máquina. La construcción del mapa del almacén y la posterior localización las cubrimos con métodos SLAM: el robot construye el mapa del espacio y a la vez determina su posición en él a partir de los datos del lidar y la odometría. Esta combinación no está atada a un único fabricante de chasis, por lo que sirve para un parque heterogéneo donde los robots de almacén están montados con equipos de distintos fabricantes. Todo el stack es abierto, lo que elimina la dependencia de licencias y deja la configuración bajo el control del cliente.

Cuándo aparecieron ROS2, Nav2 y SLAM

El término SLAM lo acuñaron en 1995 Hugh Durrant-Whyte y John Leonard, y la base matemática del enfoque se asentó ya en 1986 en el trabajo de Smith, Self y Cheeseman sobre la descripción probabilística de la incertidumbre espacial. El propio ROS nació como proyecto en Willow Garage: el primer repositorio público apareció en noviembre de 2007, y la versión ROS 1.0 salió en 2010. ROS2 se diseñó ya para tareas industriales y distribuidas, y su primera distribución, Ardent Apalone, se publicó en diciembre de 2017. El stack de navegación Nav2 para ROS2 se presentó en 2020 en el artículo The Marathon 2 de Steve Macenski y colegas, donde un robot recorrió un campus dinámico una distancia mayor que un maratón. Usamos versiones maduras de estas herramientas, y no compilaciones sin madurar, para que el comportamiento de las máquinas sea reproducible.

Por qué puedes confiárnoslo

La experiencia acumulada de nuestro equipo de desarrollo en TI supera los 45 años, y abordamos la navegación como un reto de ingeniería y no como un conjunto de presets listos. No vendemos carros ni estamos atados a un fabricante concreto, por eso configuramos el equipo que el cliente ya tiene y elegimos los parámetros según su plano y su flujo de mercancías. Cada configuración la ejecutamos primero en simulación, luego sobre el equipo real en modo controlado, y solo tras la verificación la pasamos a la puesta en marcha. Este orden elimina el riesgo de que los robots de almacén salgan a la nave con un comportamiento impredecible y paren la logística. Transporta y maniobra el equipo del cliente, y nosotros respondemos por el programa, el mapa y el despacho, y por que funcionen tal como se declara.