Avanços na Tecnologia Robótica: Uma Visão Geral Abrangente

Quais são os últimos desenvolvimentos em robôs pesados de alto desempenho?

A indústria robótica está vivenciando um notável crescimento no desenvolvimento de robôs de alta resistência, capazes de movimentar cargas impressionantes. Um excelente exemplo desse desenvolvimento é o novo robô de alta resistência ER1000-3300 da Estun, que estreou mundialmente na Automatica 2025. Este robô inovador pode lidar com cargas úteis de até 1.000 kg e atinge um alcance de 3.300 milímetros. O que é particularmente impressionante é sua repetibilidade de ±0,1 milímetro, apesar da enorme carga útil.

As especificações técnicas deste robô ilustram os avanços na tecnologia robótica: com um peso morto de 4.850 kg, o ER1000-3300 atinge uma relação peso morto/carga útil de menos de 5, permitindo velocidades relativamente "apertadas" de 68°/s no eixo 1 a 101°/s no eixo 6. O design rígido permite torques de pulso de 9.000 Nm no eixo J5 e 6.000 Nm no eixo J6, com um momento de inércia de carga permitido de 1.800 kg/m² e 850 kg/m², respectivamente.

Mas a Estun não é a única fabricante a inovar neste segmento. A Kuka apresentou o "KR Titan ultra", um robô ainda mais potente, capaz de movimentar cargas úteis de até 1.500 quilos, pesando apenas 4,5 toneladas. Este robô possui um alcance de até 4.200 milímetros e uma alta capacidade de carga útil, sendo altamente orientado para o mercado e adaptado às necessidades dos clientes automotivos e de Nível 1.

As áreas de aplicação desses robôs de alta resistência são diversas e estrategicamente importantes. Eles são particularmente adequados para aplicações pesadas nas indústrias siderúrgica e automotiva, bem como em máquinas de construção. Um mercado-alvo particularmente importante são as linhas de montagem de baterias na indústria automotiva, um mercado no qual a Estun já detém uma posição de liderança na China. O design modular garante compatibilidade e escalabilidade entre as diversas séries de robôs, o que é benéfico tanto para fabricantes quanto para usuários.

A Estun já possui um histórico impressionante no desenvolvimento de robôs de alta resistência. A empresa lançou anteriormente um robô com capacidade de carga útil de 700 kg, utilizando algoritmos dinâmicos proprietários e projetos estruturais leves. Essas inovações levaram os robôs de alta resistência da Estun a serem incluídos no catálogo de financiamento do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação para a aplicação de tecnologias-chave de ponta.

Como os robôs humanoides estão revolucionando o mundo da música e outras áreas?

O desenvolvimento de robôs humanoides tem apresentado progressos notáveis nos últimos anos, particularmente na área de aplicações criativas. Um exemplo fascinante é o "Robot Drummer", um projeto de pesquisadores da Universidade de Ciências Aplicadas e Artes da Suíça Italiana, do Instituto de Pesquisa de Inteligência Artificial Dalle Molle e do Politécnico de Milão. Este robô humanoide consegue tocar peças musicais complexas, do jazz ao metal, com uma precisão rítmica de mais de 90%.

O que torna este projeto especial é o método de treinamento inovador chamado "Cadeia de Contato Rítmico", no qual a música é representada como uma sequência precisamente cronometrada de contatos de bateria. Os pesquisadores extraem os canais de percussão de arquivos MIDI e os convertem em tempos de batida precisos para o robô. Por meio de aprendizado por reforço em um ambiente de simulação, o robô desenvolveu de forma independente técnicas semelhantes às humanas, como cruzar os braços, alternar as baquetas dinamicamente e otimizar seus movimentos em toda a bateria.

O Unitree G1, um robô humanoide de 1,2 metro de altura e aproximadamente 35 quilos, com preço de US$ 16.000, foi usado nos testes. O G1 possui 23 graus de liberdade, e versões estendidas podem atingir até 43 graus de liberdade, o que lhe dá a flexibilidade necessária para executar sequências de movimentos complexas. O repertório do baterista robô abrange uma ampla variedade de gêneros musicais – do clássico de jazz "Take Five", de Dave Brubeck, a "Living on a Prayer", do Bon Jovi, e "In the End", do Linkin Park.

Outro exemplo interessante é o ZRob, um robô baterista da Universidade de Oslo, que possui um "pulso" flexível que lhe permite soltar a pegada nas baquetas, semelhante a um pulso humano. Este robô consegue se ouvir tocando bateria e usa aprendizado por reforço para aprimorar sua execução. Os pesquisadores argumentam que as pessoas frequentemente usam seus próprios corpos por meio do movimento para adicionar expressão à execução de um instrumento.

Mas outros fabricantes também se aventuraram na criação de robôs musicais. O CyberOne, da Xiaomi, também toca bateria e, segundo o fabricante, converte automaticamente uma faixa MIDI em batidas de bateria. O robô possui 13 articulações e seus movimentos de corpo inteiro são sincronizados com a música.

Mas robôs humanoides não se limitam a aplicações musicais. A visão para robôs humanoides vai muito além disso: eles pretendem se tornar ferramentas multifuncionais que podem carregar uma máquina de lavar louça de forma independente e funcionar igualmente bem em outras áreas da linha de montagem. Fabricantes industriais estão se concentrando em humanoides desenvolvidos especificamente para tarefas industriais.

O próximo passo no desenvolvimento é transferir as habilidades aprendidas na simulação para o hardware real. Os pesquisadores também estão trabalhando para ensinar ao robô habilidades de improvisação para que ele possa responder a sinais musicais em tempo real. Isso permitiria que o Robot Drummer "sentisse" e respondesse à música como um baterista humano.

Quais robôs especializados estão revolucionando a agricultura?

Um exemplo notável de robôs especializados na agricultura é o SHIVAA, um robô desenvolvido pelo Centro Alemão de Pesquisa em Inteligência Artificial para a colheita totalmente autônoma de morangos em cultivos a céu aberto. Este robô inovador demonstra de forma impressionante como a inteligência artificial e a robótica podem trabalhar juntas para revolucionar os processos agrícolas.

O SHIVAA foi desenvolvido deliberadamente para uso em campos abertos, onde o cultivo natural de morangos resulta em um produto final ecologicamente correto. Posicionado na borda do campo, o robô utiliza uma câmera 3D para detectar de forma independente a estrutura do campo e se aproximar da primeira fileira de plantas. Uma vez lá, câmeras adicionais, que também processam luz invisível, identificam a posição e o grau de maturação dos morangos.

O processo de colheita em si é notavelmente preciso: usando duas pinças, os frutos maduros são colhidos das plantas abaixo do robô. Como um humano, os dedos da pinça agarram o morango e o separam da planta com um movimento de torção. O braço do robô, completo com a pinça, move-se rapidamente para a caixa acima e coloca o morango.

Os dados de desempenho do SHIVAA são impressionantes: o robô pode colher aproximadamente 15 quilos de frutas por hora e é capaz de operar por pelo menos oito horas seguidas. Essa capacidade o torna um suporte valioso para fazendas que enfrentam o aumento dos custos e a escassez de mão de obra.

Uma vantagem particular do SHIVAA é sua capacidade de operar à noite. A iluminação artificial constante cria condições ainda mais favoráveis para os algoritmos de processamento de imagens do robô. Além disso, o robô pode coletar amostras junto com humanos, permitindo sua integração perfeita em uma fazenda.

O sistema está sendo desenvolvido em colaboração com, entre outros, a Universidade de Ciências Aplicadas de Hamburgo e atualmente está sendo testado na fazenda de morangos Glantz, em Hohen Wieschendorf, Mecklemburgo-Pomerânia Ocidental. O gerente da fazenda de morangos Glantz, Jan van Leeuwen, está satisfeito por participar do projeto, considerando a crescente pressão econômica, já que cerca de 60% dos custos de produção são custos com mão de obra.

Segundo o gerente de projeto Heiner Peters, serão necessários vários anos de desenvolvimento antes que o robô possa ser produzido em massa. Pode levar até sete anos para que o produto possa ser implantado em grandes quantidades nos campos. No entanto, o SHIVAA não é o primeiro robô totalmente autônomo desenvolvido para auxiliar na colheita de morangos. O que o diferencia de sistemas comparáveis, que operam principalmente em estufas, é seu desenvolvimento específico para cultivo em campo aberto.

No futuro, a tecnologia também poderá ser aplicada à colheita de outros tipos de frutas. Peters espera que os robôs reduzam os custos de produção a tal ponto que os morangos voltem a ser oferecidos a preços mais baixos nos supermercados e que as fazendas do país possam competir com as importações do exterior por meio de uma produção mais eficiente.

Segundo os desenvolvedores, a tecnologia não visa substituir trabalhadores humanos, mas sim apoiá-los e substituí-los. As fazendas poderiam usar os robôs para evitar perdas nas colheitas e manter a qualidade das frutas.

Como a robótica colaborativa muda a maneira como humanos e máquinas trabalham juntos?

A robótica colaborativa, também conhecida como cobots, representa uma mudança paradigmática na forma como humanos e robôs trabalham juntos. Ao contrário dos robôs industriais tradicionais, que precisam operar atrás de cercas de proteção, os robôs colaborativos são projetados especificamente para interagir de forma segura e eficaz com humanos em um ambiente de trabalho compartilhado.

Existem diferentes níveis de interação entre humanos e robôs, que vão da automação total à colaboração genuína. Com a automação total, humanos e robôs trabalham em seus próprios espaços de trabalho, separados espacialmente por uma cerca protetora. Com a coexistência, essa cerca protetora é removida, mas humanos e robôs continuam trabalhando separadamente em seus respectivos espaços de trabalho.

Na colaboração, humanos e robôs compartilham um espaço de trabalho e trabalham sequencialmente, mas geralmente não se tocam. O nível mais alto é a colaboração humano-robô, onde o contato entre humanos e robôs é possível e, às vezes, explicitamente necessário, já que ambos geralmente trabalham juntos simultaneamente.

Os cobots usam sensores, câmeras e inteligência artificial para controlar seus movimentos e garantir que não causem danos aos humanos. Eles podem ajudar a realizar tarefas repetitivas, cansativas e precisas, permitindo que trabalhadores humanos se concentrem em atividades mais complexas e criativas. Os cobots podem realizar uma ampla variedade de tarefas, como agarrar, levantar e posicionar peças, montar, soldar, colar, furar, fresar, lixar e polir.

Um exemplo particularmente interessante de aplicação prática pode ser encontrado no Grupo LAT, uma empresa que atua em todos os setores, desde tecnologia de segurança até energia de tração, abrangendo desde trilhos até transporte público. A empresa utiliza um cão-robô equipado com sensores, chamado Spot, que identifica de forma autônoma cabos danificados em túneis de metrô, por exemplo. Se implementado em todos os setores, isso poderia, idealmente, economizar mais de 500 milhões de euros por ano.

As áreas de aplicação da robótica colaborativa se expandirão significativamente nos próximos anos. Felix Strohmeier, que lidera o grupo de pesquisa "Internet das Coisas" da Salzburg Research, está convencido de que robôs colaborativos também serão usados fora das fábricas nos próximos dez anos: "Você os encontrará em canteiros de obras e em outras áreas. Na manutenção de estradas e na agricultura, já existem produtos que funcionam de forma colaborativa ou, pelo menos, operam de forma autônoma."

O projeto CONCERT está desenvolvendo um novo tipo de robô colaborativo que poderá trabalhar com segurança com os trabalhadores. Esses robôs serão mais robustos que os humanos, possuirão capacidades autônomas e exibirão inteligência colaborativa. A colaboração entre o robô e o usuário ocorrerá por meio de interfaces modernas e ferramentas interativas.

Os robôs CONCERT serão capazes de coletar informações do ambiente e executar instruções de nível superior, por exemplo, para tarefas controladas remotamente, nas quais se adaptam de forma autônoma ao ambiente. A teleoperação desempenhará um papel particularmente importante na execução de tarefas de construção de alto risco, como a aplicação de produtos químicos, ao mesmo tempo em que protege o operador.

Tradicionalmente, os robôs são vistos como substitutos de trabalhadores humanos. No entanto, os cobots adotam uma abordagem diferente e focam na colaboração. Esses robôs são projetados para trabalhar em conjunto com humanos, auxiliando-os em tarefas e processos nos quais as habilidades humanas são insubstituíveis.

A integração de robôs está mudando significativamente a dinâmica do ambiente de trabalho. Em vez de substituir trabalhadores humanos, os cobots estão assumindo tarefas repetitivas e perigosas, permitindo que os trabalhadores se concentrem em tarefas mais complexas que exigem criatividade, empatia e tomada de decisão. Isso abre caminho para uma redefinição das funções de trabalho e uma mudança em direção a um trabalho mais orientado a valor.

Um dos benefícios mais importantes da colaboração entre humanos e robôs é a melhoria da eficiência geral. Os cobots são programados para executar tarefas com precisão e velocidade, acelerando os processos de produção. Os humanos podem se concentrar em tarefas que exigem criatividade e inteligência humana, aumentando a produtividade geral da equipe.

O objetivo da colaboração entre humanos e robôs é combinar os pontos fortes dos humanos – destreza, flexibilidade e adaptabilidade – com os pontos fortes dos robôs – força e resistência – para criar processos flexíveis e produtivos. Para garantir um trabalho seguro, os robôs colaborativos possuem sensores internos que detectam colisões, param o robô e, assim, eliminam qualquer perigo para os humanos.

Embora a automação e a inteligência artificial continuem a avançar, o toque humano continua sendo um ativo valioso. Os cobots não conseguem igualar a empatia, a inteligência emocional e a intuição humana, cruciais em certas profissões. A interação entre as qualidades humanas e as capacidades robóticas cria um ambiente de trabalho sinérgico que combina o melhor dos dois mundos.

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Qual o papel da inteligência artificial nos sistemas robóticos modernos?

A inteligência artificial tornou-se um componente indispensável dos sistemas robóticos modernos, revolucionando a maneira como os robôs aprendem, decidem e interagem com o ambiente. O uso de tecnologias de IA na robótica está em constante crescimento, abrindo possibilidades inteiramente novas para máquinas autônomas e inteligentes.

O aprendizado de máquina é uma das tecnologias de IA mais importantes na robótica. Ele permite que um robô aprenda a reconhecer padrões e faça previsões com base em dados e experiência. Algoritmos como aprendizado supervisionado, aprendizado não supervisionado ou aprendizado por reforço permitem que robôs reconheçam objetos, entendam a linguagem ou imitem movimentos humanos.

Particularmente impressionante é o desenvolvimento da IA generativa, que permite que robôs aprendam com treinamento e criem algo novo. Fabricantes de robôs estão desenvolvendo interfaces baseadas em IA generativa para programar robôs de forma mais intuitiva: usuários programam usando linguagem natural em vez de código. Trabalhadores não precisam mais de conhecimento especializado em programação para selecionar e personalizar as ações desejadas do robô.

Outro exemplo é a IA forward-looking , que analisa dados de desempenho de robôs para determinar as condições futuras dos equipamentos. A manutenção forward-looking pode ajudar os fabricantes a economizar em custos de paralisação de máquinas. No setor de suprimentos automotivos, cada hora de paralisação não planejada custa cerca de US$ 1,3 milhão.

Redes neurais são modelos de IA baseados na estrutura e função do cérebro humano. Elas consistem em neurônios artificiais interconectados e podem resolver tarefas complexas de reconhecimento de padrões. Redes neurais são usadas em robôs para aprimorar a percepção visual, o processamento da linguagem e a tomada de decisões.

A visão computacional é outra tecnologia de IA crucial que permite aos robôs interpretar e compreender informações visuais de imagens ou vídeos. Usando algoritmos de IA, os robôs podem detectar, rastrear e interpretar objetos, rostos, gestos e outros recursos visuais. Isso permite que eles naveguem pelo ambiente, realizem tarefas e interajam com objetos e pessoas.

O Instituto de Tecnologia de Karlsruhe, em conjunto com parceiros, desenvolveu métodos inovadores de aprendizagem colaborativa que permitem que robôs de diferentes empresas, em diferentes locais, aprendam uns com os outros. A aprendizagem federada permite o uso de dados de treinamento de várias estações, plantas ou até mesmo de várias empresas sem exigir que os participantes divulguem dados confidenciais da empresa.

Para o treinamento no projeto FLAIROP, não houve troca de dados, como imagens ou pontos de apreensão. Em vez disso, apenas os parâmetros locais das redes neurais, ou seja, conhecimento altamente abstraído, foram transferidos para um servidor central. Lá, os pesos de todas as estações foram coletados e combinados usando vários algoritmos. A versão aprimorada foi então reproduzida nas estações no local e posteriormente treinada com os dados locais.

O desenvolvimento da IA física representa outro marco importante. Fabricantes de robôs e chips, como a Nvidia, estão investindo no desenvolvimento de hardware e software especializados que simulam ambientes do mundo real, permitindo que os robôs se treinem nesses ambientes virtuais. A experiência substitui a programação tradicional.

A IA analítica permite que grandes quantidades de dados capturados por sensores robóticos sejam processados e analisados. Isso ajuda a responder a situações imprevisíveis ou mudanças de condições em espaços públicos ou durante a produção. Robôs equipados com sistemas de processamento de imagem analisam suas etapas de trabalho para reconhecer padrões e otimizar fluxos de trabalho.

O Processamento de Linguagem Natural permite que robôs entendam, interpretem e respondam à linguagem natural. Modelos de IA são usados para analisar a entrada do usuário, responder perguntas, conduzir diálogos e gerar texto. O PLN permite a interação com robôs por meio da linguagem falada ou escrita.

Aprendizado por reforço é uma forma de aprendizado de máquina na qual um robô é recompensado com reforço positivo quando realiza uma ação específica e punido com reforço negativo quando realiza uma ação desfavorável. O robô aprende por tentativa e erro a escolher ações ideais em situações específicas, treinando movimentos complexos ou navegação em ambientes dinâmicos.

Algoritmos de aprendizado de máquina também podem ser usados para analisar dados de vários robôs operando simultaneamente e otimizar processos com base nessas informações. Em geral, quanto mais dados um algoritmo de aprendizado de máquina recebe, melhor é o seu desempenho.

Como está se desenvolvendo o mercado de robôs móveis autônomos?

O mercado de robôs móveis autônomos está atualmente em crescimento excepcional e é considerado um dos segmentos mais dinâmicos da indústria robótica. O tamanho do mercado global de AMR foi avaliado em US$ 2,8 bilhões em 2024 e a expectativa é de crescimento anual composto (CAGR) de 17,6% entre 2025 e 2034.

O forte crescimento do e-commerce e do comércio omnicanal impulsionou significativamente o uso de AMRs para triagem, transporte, montagem e gestão de estoque. De acordo com a Administração de Comércio Internacional (International Trade Administration), o mercado global de e-commerce B2C deverá atingir US$ 5,5 trilhões até 2027, crescendo a uma taxa de crescimento anual composta de 14,4%. Esse aumento aumenta diretamente a demanda por AMRs em armazenagem e logística.

A navegação autônoma permite máxima flexibilidade no planejamento e mapeamento de rotas em robótica móvel. Com a ajuda do gestor de frotas, as empresas podem monitorar o transporte autônomo de materiais e analisar os dados de produção registrados. Os sistemas AMR estão disponíveis em uma ampla variedade de designs, incluindo transportadores de carrinhos, versões para salas limpas, modelos ESD, além de superestruturas e sistemas complementares personalizados.

É utilizado na fabricação de eletrônicos, fábricas, centros de logística, indústria automotiva, indústria farmacêutica e tecnologia médica. Na Automatica 2025, a Omron apresentou o novo robô móvel "OL-450S", um robô móvel autônomo projetado especificamente para transportar carrinhos e estantes. Com sua função de elevação integrada, ele permite um fluxo flexível de materiais sem interferir na infraestrutura existente.

A Node Robotics apresenta o Node.OS, uma plataforma de software inteligente que permite que robôs móveis autônomos e sistemas de transporte autônomos trabalhem juntos de forma eficiente e colaborativa. A plataforma oferece localização e navegação precisas, planejamento inteligente de rotas e gerenciamento de frotas escalável, podendo ser perfeitamente integrada aos sistemas de automação existentes.

Graças à sua arquitetura independente de hardware, o software permite a integração flexível de diferentes modelos de robôs e sistemas de sensores. O novo Gerenciador de Tráfego otimiza a eficiência, a coordenação e a utilização de frotas de robôs e garante um fluxo de materiais mais fluido em ambientes industriais complexos.

A DS Automotion apresenta o Amy, um robô móvel autônomo compacto e econômico, adequado para o transporte de pequenas cargas de até 25 quilos. Ele impressiona pela sua facilidade de uso e alta flexibilidade. Um conceito de transferência com mesa elevatória ativa permite que fontes e coletores sejam projetados como estações passivas, facilitando a implementação e o escalonamento com boa relação custo-benefício, mesmo em sistemas existentes.

O futuro da tecnologia AMR será significativamente moldado pelos avanços contínuos em inteligência artificial para aprimorar a navegação, o reconhecimento de objetos e a tomada de decisões. Tecnologias de sensores aprimoradas, incluindo sistemas LiDAR mais sofisticados e câmeras 3D, permitirão que os AMRs obtenham uma compreensão mais abrangente e precisa de seu ambiente.

Melhorias contínuas na tecnologia de baterias resultarão em tempos de operação mais longos e capacidades de carregamento mais rápidas, melhorando assim a praticidade e a eficiência das operações de AMR. A crescente adoção de softwares de gestão de frotas e plataformas baseadas em nuvem permitirá melhor coordenação, monitoramento e otimização de grandes operações de AMR.

Espera-se que o surgimento de cobots móveis, que combinam a mobilidade dos AMRs com as capacidades colaborativas dos cobots, abra novas aplicações em áreas como eletrônica e produção de baterias. O Amy, da DS Automotion, pode operar de forma totalmente autônoma ou seguir uma faixa virtual, evitando até mesmo obstáculos inesperados, se desejado.

O mercado global de AMR está em rápido crescimento. As estimativas atuais indicam que o mercado já terá atingido dimensões consideráveis até 2024 e crescerá exponencialmente nos próximos anos. Os fabricantes de robôs móveis autônomos precisam desenvolver AMRs sofisticados, projetados para armazenagem em e-commerce, especificamente para triagem, transporte e gestão de estoque.

Qual o impacto da robótica no mercado de trabalho?

O impacto da robótica no mercado de trabalho é mais complexo do que se supunha inicialmente e difere significativamente das previsões pessimistas que prevaleciam há alguns anos. Um estudo abrangente realizado por pesquisadores do Instituto de Pesquisa do Emprego (IAB), da Universidade de Mannheim e da Universidade de Düsseldorf mostra que, embora 275.000 empregos tenham sido perdidos na indústria alemã entre 1994 e 2014 devido ao uso de robôs, isso não se deveu a demissões, mas sim à redução da contratação de jovens.

Ao mesmo tempo, o mesmo número de novos empregos foi criado no setor de serviços, o que significa que o número de empregos praticamente não mudou no geral. Isso contrasta fortemente com os EUA, onde os trabalhadores da indústria perderam seus empregos em massa devido à automação, embora a economia alemã utilize significativamente mais robôs do que a indústria americana, em relação ao número de funcionários.

Os sindicatos na Alemanha desempenham um papel importante nisso. Conseguiram preservar empregos na indústria, mas, ao mesmo tempo, tiveram pouca margem para impor salários mais altos aos trabalhadores menos qualificados. Uma grande parcela dos trabalhadores está ganhando menos devido à automação. Isso afeta particularmente os trabalhadores de qualificação média, como os trabalhadores qualificados, cujos empregos envolvem muitos robôs.

Os principais beneficiários são aqueles com qualificações mais elevadas e as empresas que conseguiram converter o aumento da produtividade em lucros maiores. Essa constatação é confirmada por um estudo do Centro de Pesquisa Econômica Europeia em Mannheim, que constatou que o uso de tecnologias de automação geralmente leva à redução de empregos, mas, ao mesmo tempo, novos empregos são criados para compensar as perdas.

Pesquisadores do ZEW concluem que a automação será responsável por 560.000 novos empregos entre 2016 e 2021. Os setores de energia e abastecimento de água serão os mais beneficiados, com um crescimento de 3,3% no número de empregos. Uma tendência positiva também é evidente nos setores de eletrônicos e automotivo, com um crescimento de 3,2%. Em outros setores da indústria, o aumento calculado no número de empregos é de até 4%.

O desenvolvimento é crucial, no entanto, no setor da construção civil, onde se espera a perda de aproximadamente 4,9% dos empregos. Os setores de educação, saúde e serviços sociais também podem perder trabalhadores devido à automação. Ainda assim, o balanço geral é positivo, com mais empregos sendo criados do que perdidos.

Um dos principais impulsionadores da automação é a escassez de trabalhadores qualificados. Setenta e cinco por cento dos entrevistados em uma pesquisa realizada pelo Índice de Tendências Automatica esperam que a robótica ofereça uma solução. A grande maioria dos funcionários na Alemanha acredita que robôs em fábricas garantem a competitividade do país. Cerca de três quartos dos entrevistados esperam que os robôs ajudem a fortalecer a competitividade e a manter a produção industrial em seu próprio país.

O índice de tendências registra índices de aprovação particularmente altos para a questão de se a robótica e a automação melhorarão o futuro do trabalho: a grande maioria quer que os robôs assumam tarefas sujas, chatas e perigosas na fábrica. 85% acreditam que os robôs reduzem o risco de ferimentos em atividades perigosas, e 84% veem os robôs como uma solução importante para o manuseio de materiais críticos.

Na indústria de manufatura, inúmeros empregos já foram substituídos por robôs, mas isso também está levando à criação de novos empregos em áreas como programação e manutenção de robôs. Robôs e inteligência artificial também estão sendo cada vez mais utilizados em outros setores, como varejo e saúde.

No futuro, a colaboração entre humanos e máquinas se tornará cada vez mais importante. Embora certas tarefas sejam assumidas por máquinas, outras ainda precisarão ser executadas por humanos. Em vez de substituir trabalhadores humanos, os robôs assumirão tarefas repetitivas e perigosas, permitindo que os trabalhadores se concentrem em tarefas mais complexas que exigem criatividade, empatia e tomada de decisão.

Terry Gregory, do Instituto de Economia do Trabalho da IZA, não acredita que os robôs substituirão completamente os humanos em muitos empregos. Ele acredita que os computadores criam mais empregos do que destroem. Mas todos concordam em uma coisa: o trabalho mudará. Alguns empregos deixarão de existir, os robôs se tornarão colegas e podemos esquecer a ideia de ficar sentados à mesma mesa por 40 anos.

O Instituto de Pesquisa de Emprego (IAB) prevê que serão criados tantos novos empregos quanto serão perdidos. Especialistas do Instituto de Pesquisa Econômica de Colônia preveem: Não precisamos temer os robôs. Eles não vão roubar todos os nossos empregos.

Das barras à global: as PMEs conquistam o mercado mundial com uma estratégia inteligente – imagem: xpert.digital

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Como os robôs contribuem para a sustentabilidade e a proteção ambiental?

Os robôs desempenham um papel cada vez mais importante na promoção da sustentabilidade e da proteção ambiental, com capacidades que vão muito além da noção tradicional de máquinas industriais. Robôs móveis são intrinsecamente sustentáveis e oferecem soluções ecologicamente corretas que revolucionam os processos operacionais.

Um dos principais motivos pelos quais os robôs podem tornar a manufatura mais sustentável é sua capacidade de reduzir os custos de energia. Robôs industriais modernos aceleram e otimizam os processos de fabricação, resultando em um aumento significativo na eficiência energética. Como os robôs operam continuamente e realizam múltiplas tarefas com frequência, não necessitando de iluminação, aquecimento ou monitoramento constante, eles economizam energia adicional.

Robôs móveis são projetados para otimizar o consumo de energia, geralmente com baterias recarregáveis e algoritmos de movimento eficientes. Comparados ao trabalho manual tradicional ou aos sistemas de automação fixos, eles consomem menos energia, contribuindo assim para a redução das emissões de CO2.

Ao automatizar tarefas como transporte e manuseio de materiais, os robôs móveis otimizam a utilização de recursos. Eles agilizam processos, minimizam o desperdício e reduzem a necessidade de materiais em excesso, contribuindo para a conservação de recursos. Outro argumento convincente para o uso sustentável de robôs é a redução do consumo de materiais e do desperdício na produção.

Robôs industriais operam com a máxima precisão, reduzindo a taxa de erros. Além disso, o uso de tecnologia robótica moderna permite um planejamento otimizado de materiais, o que reduz significativamente o desperdício na produção. Isso significa menos desperdício de materiais, como adesivos e tintas.

Robôs móveis operam silenciosamente e emitem o mínimo de poluentes, o que os torna alternativas ecologicamente corretas às máquinas industriais convencionais. Seus sistemas de acionamento elétrico produzem menos emissões, ajudando a reduzir a poluição atmosférica e sonora em ambientes industriais.

A Federação Internacional de Robótica discutiu como os robôs podem ajudar a alcançar treze dos 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. Para o ODS 7, acesso a energia acessível, confiável e sustentável, tecnologias verdes podem ser produzidas em massa usando robôs industriais. Eles têm a precisão necessária e garantem o uso otimizado de recursos.

Robôs são usados, por exemplo, na indústria solar, na fabricação de baterias e até mesmo no desmantelamento de usinas nucleares. Para o ODS 9, que visa construir infraestrutura resiliente e promover a industrialização sustentável, robôs usados ou alugados oferecem uma entrada econômica na automação. Reutilizar robôs usados também é ecologicamente correto.

Os robôs também aumentam a eficiência da produção, resultando em menos desperdício, o que, por sua vez, é mais sustentável. Mas os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU também se referem à saúde humana – robôs podem realizar tarefas perigosas ou extenuantes, enquanto nós realizamos atividades de maior valor que exigem habilidades humanas como a criatividade.

Em relação ao ODS 12, padrões de consumo e produção sustentáveis, vale mencionar que os robôs, graças à sua alta precisão e repetibilidade, garantem processos estáveis com o mínimo de desperdício. Isso também leva a um menor consumo de energia, especialmente à medida que mais e mais tecnologias de economia de energia são incorporadas aos robôs.

A KUKA trabalha continuamente em soluções que reduzam o consumo de energia de seus robôs. No desenvolvimento de novos produtos, o foco está em um design enxuto, porém robusto. A redução do consumo de energia dos robôs reduz as emissões de CO₂ durante a produção. Ao mesmo tempo, os custos operacionais são reduzidos.

Os robôs também desempenham um papel importante na promoção de energias renováveis, na gestão de resíduos e no monitoramento ambiental. Na agricultura, eles permitem irrigação e fertilização precisas, reduzindo o consumo de recursos e minimizando o impacto ambiental. Podem ser usados na gestão de resíduos para automatizar processos de reciclagem e promover a economia circular.

Robôs também prestam serviços valiosos em monitoramento ambiental e assistência em desastres, explorando ambientes perigosos e coletando dados importantes. Soluções de automação sustentáveis consideram todo o ciclo de vida de produtos e sistemas, desde o projeto e fabricação até a operação e o descarte.

A eficiência energética dos próprios robôs também está sendo continuamente aprimorada, e diversas medidas estão sendo implementadas para reduzir ainda mais o consumo de energia. No geral, fica claro que a robótica pode ser fundamental para a reciclagem de materiais, a eficiência de recursos e a implementação dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU.

Quais padrões e normas de segurança se aplicam aos sistemas robóticos modernos?

A segurança em robótica é garantida por um sistema complexo de normas e padrões que se adaptam continuamente aos desenvolvimentos tecnológicos. A série de normas EN ISO 10218 "Robótica – Requisitos de Segurança" fornece a base para requisitos de segurança aplicáveis na prática.

As novas edições ISO 10218-1:2025 e ISO 10218-2:2025 foram publicadas em fevereiro de 2025 e substituem as versões anteriores de 2011. Essas normas definem os requisitos de segurança para robôs industriais na Parte 1 e para sistemas de robôs, aplicações de robôs e integração de células de robôs na Parte 2. A ISO 10218-1 trata o robô como uma máquina parcialmente concluída e diz respeito principalmente aos fabricantes de robôs industriais e cobots.

A segunda parte, 10218-2, abrange máquinas e instalações completas com robôs integrados e se aplica a qualquer pessoa que integre robôs industriais em uma solução completa, como fabricantes de máquinas ou integradores de sistemas. Como normas harmonizadas, ambas as partes garantem a presunção de conformidade com os requisitos essenciais de saúde e segurança da Diretiva de Máquinas 2006/42/CE.

A revisão da EN ISO 10218 está em andamento há quase cinco anos com o importante objetivo de manter seu status como norma harmonizada. Isso é muito importante para a UE, embora não seja absolutamente necessário para dois terços do mundo. No entanto, todos os fabricantes de robôs e muitos integradores gostariam de manter esse status.

Uma atualização e adaptação eram definitivamente necessárias e previsíveis, visto que o uso de robôs industriais quase dobrou desde 2012: hoje, são quase 3,5 milhões em uso. Novas exigências de mercado em relação à segurança cibernética e à robótica colaborativa surgiram nos últimos anos.

Ameaças atuais e questões relacionadas, como a Lei de Cibersegurança da UE e a postura do governo dos EUA em relação à infraestrutura crítica, impactam a 10218-1. A ameaça de um ataque de cibersegurança é um fator a ser considerado no desenvolvimento de padrões.

Para a colaboração entre humanos e robôs, quatro princípios fundamentais de proteção são descritos em detalhes nas normas EN ISO 10218 Partes 1 e 2, bem como na ISO/TS 15066 "Robôs e dispositivos robóticos – Robôs colaborativos". Em todos os casos de colaboração entre humanos e robôs, os riscos para os humanos devem ser eliminados por meio de medidas de segurança.

Para garantir que, mesmo em caso de erro do sistema, não haja perigo para os seres humanos, é necessário que as medidas de controle necessárias para o cumprimento dos valores-limite sejam implementadas utilizando tecnologia segura. O termo "tecnologia segura" é definido na norma EN ISO 13849-1, utilizando categorias e níveis de desempenho, que devem ser aplicados a todos os componentes relevantes para a segurança.

Na norma de segurança para robôs EN ISO 10218-1, são definidos a Categoria "3" e o Nível de Desempenho "d" para as funções de segurança do controlador do robô, a menos que a avaliação de risco resulte em um valor maior ou menor. Com base na avaliação de risco, são determinados os requisitos de saúde e segurança aplicáveis e são tomadas as medidas adequadas.

A Diretiva de Máquinas 2006/42/CE do Parlamento Europeu estabelece um nível uniforme de proteção da segurança e da saúde para máquinas colocadas no mercado dentro do Espaço Econômico Europeu. Todos os Estados-Membros da UE devem transpor a Diretiva de Máquinas para a legislação nacional. Na Alemanha, isso é feito por meio da Lei de Segurança de Produtos.

Como as normas harmonizadas europeias geralmente se baseiam em normas internacionais da ISO ou IEC ou são adoções diretas delas, a conformidade com as normas no projeto de robôs, bem como no projeto de aplicações, tem a vantagem de que soluções compatíveis podem ser oferecidas até mesmo além das fronteiras da Europa.

Ao ingressar na área da robótica, é importante conhecer as normas e regulamentações relevantes, elaboradas para prevenir acidentes de trabalho na operação de robôs e sistemas robóticos. Exemplos incluem a ISO 10218 Partes 1 e 2, a norma central de segurança para robôs industriais, e a ISO/TS 15066.

De acordo com a BGHM (Associação Alemã de Robótica Industrial), mais de três quartos de todos os acidentes graves no local de trabalho envolvendo sistemas de robôs industriais ocorrem, por exemplo, durante a solução de problemas. O acidente geralmente é precedido por uma interrupção na produção, como peças travadas ou sensores sujos. Às vezes, os funcionários tentam entrar na zona de perigo sem que o sistema tenha sido desligado corretamente para resolver o problema.

Hoje, sistemas de câmeras potentes que podem limitar os movimentos dos robôs criam espaços de trabalho seguros para proteger os funcionários de acidentes em momentos cruciais. Além disso, a tecnologia de segurança dos sistemas robóticos está em constante desenvolvimento. Diagnósticos remotos já estão sendo utilizados com sucesso.

Os regulamentos e regras estão em constante adaptação às novas tecnologias. Para garantir um trabalho seguro, os robôs colaborativos possuem sensores internos que detectam colisões, param o robô e, assim, eliminam qualquer perigo para os humanos. Este é o pré-requisito para remover os robôs de suas gaiolas e trabalhar diretamente com humanos, sem cercas de proteção.

Quais tendências futuras moldarão o desenvolvimento da robótica até 2030?

A indústria da robótica está enfrentando uma transformação revolucionária, moldada por diversas tendências importantes até 2030. O mercado global de robótica deve crescer mais de 20% ao ano até 2030, atingindo um volume de negócios superior a US$ 180 bilhões. Esse desenvolvimento está sendo impulsionado pelos avanços da inteligência artificial e sua integração às tecnologias robóticas.

A Federação Internacional de Robótica identificou cinco tendências-chave para 2025 que moldarão os próximos anos: inteligência artificial, robôs humanoides, sustentabilidade, novas áreas de negócios e enfrentamento da escassez de mão de obra. O valor de mercado dos robôs industriais instalados atingiu um recorde histórico em todo o mundo, chegando a US$ 16,5 bilhões.

A inteligência artificial está evoluindo em três dimensões: física, analítica e generativa. A tecnologia de simulação baseada em IA para robôs provavelmente ganhará espaço tanto em ambientes industriais típicos quanto em aplicações de robótica de serviços. Fabricantes de robôs e chips estão investindo no desenvolvimento de hardware e software especializados que simulam ambientes do mundo real, permitindo que os robôs se treinem nesses ambientes virtuais.

Esses projetos de IA generativa visam criar um "momento ChatGPT" para a robótica, ou seja, "IA física". A IA analítica pode processar e analisar grandes quantidades de dados coletados por sensores de robôs, ajudando a responder a situações imprevisíveis ou mudanças de condições.

Robôs humanoides estão atraindo grande atenção da mídia e espera-se que se tornem ferramentas multifuncionais, capazes de carregar uma máquina de lavar louça e trabalhar em uma linha de montagem de forma independente. Especialistas preveem que mais de 4 bilhões de robôs estarão em uso no mundo até 2050, em comparação com 350 milhões em 2024.

Os segmentos de maior crescimento são os robôs humanoides, de cuidado e entrega. Robôs humanoides, em particular, prometem grande potencial, pois sua forma e mobilidade semelhantes às humanas os tornam versáteis. Fabricantes industriais estão se concentrando em humanoides desenvolvidos especificamente para tarefas industriais.

A sustentabilidade está se tornando um fator cada vez mais importante no desenvolvimento da robótica. Os robôs podem ajudar a alcançar treze dos 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. Eles contribuem para a redução do consumo de energia, do desperdício de materiais e das emissões.

Novas oportunidades de negócios estão surgindo devido às mudanças nas preferências dos consumidores e às tendências sociais, acelerando a necessidade de soluções avançadas de robótica. A demanda do consumidor por entregas mais rápidas de produtos personalizados levará à expansão das capacidades robóticas em aplicações de personalização de manufatura e logística.

É amplamente sabido que existe uma escassez de trabalhadores qualificados, especialmente nos principais países industrializados. Os robôs podem desempenhar um papel importante nesse sentido, assumindo tarefas para as quais há escassez de trabalhadores humanos. Setenta e cinco por cento dos entrevistados na Alemanha esperam que a robótica ofereça uma solução para a escassez de mão de obra qualificada.

Espera-se que o mercado global de robôs de serviço cresça de US$ 26,35 bilhões em 2025 para US$ 90,09 bilhões até 2032. O segmento industrial e comercial consolidará seu domínio e crescerá significativamente durante o período previsto.

A Indústria 5.0 dá maior ênfase à colaboração entre humanos e máquinas. Robôs colaborativos que interagem estreitamente com humanos em ambientes de produção são um elemento central dessa nova revolução. Os avanços em inteligência artificial tornaram os cobots mais poderosos e versáteis.

O foco está na otimização adicional dos sistemas da Indústria 4.0 e na integração de dados de forma mais eficiente ao longo de toda a cadeia de suprimentos. Empresas que contam com softwares de manutenção modernos podem tornar seus processos de produção ainda mais sustentáveis e flexíveis.

Espera-se que o tamanho do mercado global de robôs móveis autônomos cresça a uma CAGR de 17,6% entre 2025 e 2034. O surgimento de cobots móveis, que combinam a mobilidade dos AMRs com as capacidades colaborativas dos cobots, abrirá novas aplicações em áreas como eletrônicos e produção de baterias.

A receita projetada para robôs industriais e logísticos é de aproximadamente US$ 80 bilhões até 2030, enquanto a participação de mercado para robôs de serviços profissionais é de até US$ 170 bilhões. Esse desenvolvimento está sendo acelerado pelas mudanças nas preferências dos consumidores e tendências sociais que impulsionam a necessidade de soluções robóticas avançadas.

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Konrad Wolfenstein

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