Asistencia con Inteligencia Artificial para equipos especializados en ingeniería de cimentaciones

Operar grandes equipos hidráulicos móviles de construcción es una tarea exigente. La seguridad y la eficiencia de su funcionamiento dependen principalmente de la experiencia del operador, una cualidad que puede tardar años en adquirirse. Y los operadores menos experimentados suelen alcanzar sus límites rápidamente. Precisamente aquí es donde el proyecto de investigación OPAI4DNCS, recientemente concluido y financiado por la Fundación Bávara de Investigación (BFS), entró en acción.

Para este proyecto, Bauer Maschinen GmbH, Hawe Hydraulik SE y STW (Sensor-Technik Wiedemann GmbH) colaboraron estrechamente con la Cátedra de Automatización y Sistemas de Información, así como con la Cátedra de Ergonomía de la Universidad Técnica de Múnich. A lo largo de tres años, los socios del proyecto exploraron la asistencia centrada en el operador para equipos móviles de construcción utilizados en la ingeniería especializada de cimentaciones.

El objetivo de este proyecto fue desarrollar sistemas de control adaptativos, inteligentes y con autoaprendizaje basados en sistemas multiagente (MAS). El enfoque se centró en la asistencia basada en las necesidades de los operadores de máquinas para garantizar una operación segura incluso en situaciones límite.

La tecnología se demostró utilizando un cucharón hidráulico, típicamente empleado en la construcción de muros pantalla. Los factores cruciales fueron la amortiguación de las vibraciones y la estabilización del cucharón. Operar el cucharón es particularmente difícil debido a su sistema oscilante. Utilizando un sensor para medir los movimientos pendulares causados por las fluctuaciones de presión en los actuadores hidráulicos, se desarrolló un sistema de asistencia real que se implementó con éxito en campañas de prueba.

Un resultado clave del proyecto fue el desarrollo de una plataforma de control compartido que permite la colaboración intuitiva entre operadores humanos e inteligencia artificial. Se estableció una solución que puede ampliar los sistemas de control existentes con funciones inteligentes, sin requerir cambios importantes en la arquitectura de la máquina. El sistema de asistencia ofrece tres modos de control diferentes, adaptados al nivel de experiencia del operador. Combinado con una arquitectura multiagente, el sistema ofrece asistencia flexible y sensible al contexto para tareas de control complejas, mejorando la eficiencia, la seguridad y la conservación de recursos en las obras.