Crear una cuenta de estudianteEl desafío
La mayoría de los robots actuales están diseñados para entornos estructurados, como fábricas y almacenes. Fauna Robotics persigue un objetivo mucho más ambicioso: robots diseñados para operar de forma segura junto a las personas en los espacios cotidianos.
Fundada con la creencia de que los robots deben adaptarse y responder al mundo que los rodea y no al revés, Fauna Robotics creó Sprout, una plataforma de robots humanoides diseñada para la experimentación y el desarrollo. En lugar de estar diseñado para una sola tarea, Sprout brinda a los investigadores y las organizaciones una base flexible sobre la que construir, desde universidades hasta investigaciones avanzadas de inteligencia artificial y aplicaciones del mundo real en entornos minoristas y corporativos.
«Nuestra visión es que los robots humanoides deben diseñarse para los humanos», afirma Anthony Moschella, vicepresidente de producto y hardware de Fauna Robotics. «Queríamos crear algo que fuera seguro, amigable y fácil de implementar para que los desarrolladores de todo el mundo pudieran empezar a explorar cómo interactúan los robots y los humanos en el mismo espacio».
La creación de esa visión requirió ciclos de desarrollo de hardware extremadamente rápidos. Los sistemas mecánicos, el diseño industrial, la electrónica y los entornos de simulación debían evolucionar juntos a medida que el equipo refinaba los diseños. Y dado que Sprout es una plataforma para desarrolladores, los flujos de trabajo de ingeniería posteriores de Fauna deben ampliarse rápidamente. Las API, las herramientas de simulación y las canalizaciones de integración tienen que conectar los datos de diseño con los entornos de software robótico.
Los sistemas CAD tradicionales basados en archivos, cargados con flujos de trabajo de diseño anticuados y una gran carga administrativa, no iban a ser suficientes. Fauna recurrió a Onshape de PTC: un socio CAD+PDM moderno y nativo de la nube que admite la colaboración en tiempo real, la experimentación rápida y la gestión integrada de datos de productos desde el primer día.
Resultados
- Permitió la colaboración en tiempo real entre diseñadores e ingenieros que trabajan en el mismo entorno de diseño compartido
- Experimentación de diseño acelerada con el PDM integrado de Onshape, que permite la creación rápida de prototipos sin interrumpir el ensamblaje principal
- Datos CAD conectados a flujos de trabajo posteriores a través de las integraciones de API abiertas de Onshape
- Lanzamientos simplificados de creación de prototipos y fabricación con control de revisión y gestión de listas de materiales (BOM) en tiempo real
Todo lo que hicimos de principio a fin se optimizó para la velocidad. Onshape nos ayudó a gestionar las versiones sin cometer errores ni enviar revisiones antiguas, de modo que pudimos crear prototipos lo antes posible.»
La colaboración en tiempo real impulsa un diseño interdisciplinario rápido
Los robots humanoides reúnen una mezcla inusual de disciplinas de diseño. Las estructuras mecánicas, la electrónica, los sensores, los actuadores y el software deben encajar en un sistema compacto y altamente integrado y, al mismo tiempo, mantener la personalidad visual y la accesibilidad que Fauna quiere que encarnen sus robots.
Esto hace que la estrecha colaboración entre los diseñadores industriales, los ingenieros mecánicos y los ingenieros de software sea esencial.
Con la plataforma nativa de la nube de Onshape, el equipo de Fauna trabaja en un entorno de diseño compartido en el que todos ven el mismo modelo CAD en tiempo real. En lugar de exportar archivos o esperar a que se actualicen las versiones, los ingenieros y los diseñadores pueden basarse directamente en el trabajo de los demás a medida que el diseño evoluciona.
«Parte del uso de Onshape en nuestro flujo de trabajo consiste en poder colaborar con gran rapidez entre varios diseñadores», afirma Anthony Moschella, vicepresidente de producto y hardware de Fauna Robotics. «Nuestros diseñadores industriales pueden desarrollar modelos de superficie, y los ingenieros pueden recogerlos de inmediato y detallar la parte trasera de la pieza. La naturaleza colaborativa inherente de Onshape hace que las idas y venidas sean realmente fluidas».
Esa velocidad es importante no solo para la eficiencia de la ingeniería, sino también para la visión del producto en sí misma. Fauna ha diseñado intencionadamente Sprout para que parezca más accesible que una plataforma robótica típica, lo que significa que el diseño industrial y la ingeniería mecánica tienen que evolucionar de forma conjunta y no en silos separados.
«Si nos fijamos en nuestro robot, el diseño industrial es bastante diferente», afirma Dave Petrillo, ingeniero mecánico principal de Fauna. «Es mucho más accesible. Es algo con lo que realmente quieres estar. Eso impulsó muchas de las decisiones de diseño».
Como todo el proceso de diseño reside en la nube, el equipo de Fauna puede moverse con fluidez entre las revisiones de diseño, los cambios de ingeniería y la preparación de prototipos sin preocuparse por conflictos de archivos o modelos obsoletos.
El PDM incorporado permite una experimentación de hardware más rápida con menos gastos
El desarrollo de la robótica es intrínsecamente experimental. Los componentes se refinan constantemente, los subsistemas se rediseñan y las nuevas ideas se prueban frente a las restricciones del mundo real.
Durante los últimos 18 meses, Fauna Robotics ha desarrollado cinco generaciones distintas de su plataforma de robots, y cada iteración mejora el rendimiento, la fiabilidad y la capacidad de fabricación.
Las capacidades integradas de gestión de datos de productos (PDM) de Onshape hacen posible ese ritmo de experimentación. En lugar de duplicar archivos o crear conjuntos de prototipos desconectados, los ingenieros pueden dividir el diseño principal, probar nuevas ideas y volver a combinar las mejoras exitosas en la arquitectura central del robot.
«Una cosa de Onshape que nos ha resultado realmente poderosa es la capacidad de diversificar los diseños y hacer experimentos rápidamente», afirma Moschella. «Podemos crear prototipos de muchos subensamblajes para probar qué funciona y qué no, y luego integrar esos cambios en el diseño principal».
Esa flexibilidad es especialmente valiosa en la robótica humanoide, donde incluso pequeños cambios pueden repercutir en subsistemas estrechamente integrados. Para el equipo de ingeniería de Fauna, poder probar y refinar los subconjuntos sin desestabilizar el diseño más amplio ayuda a mantener el desarrollo en marcha con rapidez y, al mismo tiempo, a mantener el control sobre la arquitectura robótica más amplia.
La gestión de todos esos datos CAD puede convertirse rápidamente en su propio desafío de ingeniería. El PDM integrado de Onshape garantiza que cada cambio de diseño pase automáticamente a formar parte de un historial de diseño totalmente rastreable sin mantener una infraestructura de datos separada ni necesitar soporte de TI dedicado.
«Una de las mayores ventajas de usar Onshape es que la gestión de PDM y CAD es prácticamente gratuita», afirma Moschella. «En las empresas anteriores, teníamos equipos completos de administradores de CAD solo para mantener todo sincronizado. Es un impuesto que no quieres pagar como startup».
Las API abiertas ayudan a conectar los flujos de trabajo de CAD, simulación y BOM
Para Fauna Robotics, el CAD es solo una parte del proceso de desarrollo. Los datos de diseño mecánico también deben fluir hacia las herramientas operativas posteriores para que el equipo pueda realizar iteraciones rápidas tanto en el hardware como en el software.
Ahí es donde las integraciones de API abiertas de Onshape se han vuelto especialmente valiosas.
Basado en Amazon Web Services (AWS), Onshape ofrece a Fauna Robotics una base en la nube segura y resiliente para más que solo CAD. Al combinar el CAD nativo de la nube, la gestión de datos integrada y las API abiertas en la infraestructura global de AWS, Onshape permite a Fauna conectar los datos de diseño directamente con los flujos de trabajo de simulación y lista de materiales (BOM). El resultado es una fuente de información confiable única y siempre actualizada que ayuda al equipo a colaborar en tiempo real, automatizar los procesos posteriores y mantener los datos de ingeniería críticos seguros y accesibles.
Fauna utiliza la integración de la API Onshape con NVIDIA Isaac Sim para conectar los datos de diseño directamente a su flujo de trabajo de simulación, lo que facilita la validación virtual de los diseños a medida que el robot evoluciona. Ese acceso a la API también permite una iteración más rápida al reducir el trabajo manual necesario para mover los datos entre sistemas.
«El vínculo entre el CAD mecánico y la simulación se basa exclusivamente en la consulta de los datos de diseño a través de la API de Onshape», afirma Moschella.
Esa misma flexibilidad se extiende a los flujos de trabajo operativos posteriores de Fauna. La empresa utiliza la conexión API de Onshape con OpenBOM para gestionar las listas de materiales de alto nivel, los paquetes de proveedores y los archivos de publicación. En lugar de tratar el CAD como un entorno de diseño desconectado, Fauna puede usar Onshape como el sistema central que conecta los datos de ingeniería con la cadena de herramientas robótica más amplia.
Para una empresa de robótica que crea una plataforma apta para desarrolladores, esa apertura es importante.
«La API está muy bien documentada», afirma Moschella. «Puede comunicarse, obtener la información que necesita y crear herramientas que sirvan para su flujo de trabajo en cuestión de horas en lugar de semanas o meses».
Optimización de la creación de prototipos, las versiones y la colaboración con los proveedores
El camino desde el diseño digital hasta el hardware físico a menudo pasa por ciclos rápidos de prototipos y una colaboración frecuente con los proveedores. Fauna optimizó todo su proceso de desarrollo en torno a la velocidad, pasando rápidamente del concepto al prototipo, al tiempo que se aseguró de que los proveedores siempre recibieran las revisiones de diseño correctas.
La gestión integrada de versiones y la gestión de BOM en tiempo real de Onshape facilitan el proceso. Los ingenieros pueden gestionar las revisiones, realizar un seguimiento de las configuraciones y entregar los diseños a la fabricación directamente desde la misma plataforma utilizada para el diseño.
«Todo lo que hicimos de principio a fin estaba optimizado para la velocidad», afirma Moschella. «Onshape nos ayudó a gestionar las versiones sin cometer errores ni enviar revisiones antiguas, de modo que pudimos crear prototipos lo antes posible».
Esa estructura es esencial cuando se mueve un robot complejo a construcciones de prototipos. Con ensamblajes grandes y muchos componentes interdependientes, un control de revisión claro ayuda a garantizar que las piezas y la documentación correctas se muevan hacia abajo en el momento adecuado, de modo que Fauna obtenga prototipos listos para la producción con una fricción mínima.
Construyendo las bases para una plataforma robótica fácil de usar para los desarrolladores
Fauna Robotics no solo construye robots humanoides. Están creando una plataforma diseñada para respaldar un ecosistema de desarrolladores, aplicaciones y futuras capacidades robóticas en todos los sectores y entornos. Respaldar esa visión requiere una plataforma de ingeniería que evolucione tan rápido como la propia tecnología.
Al combinar el CAD nativo de la nube de Onshape con el PDM integrado, las herramientas de diseño colaborativo y las API abiertas, Fauna Robotics avanza con rapidez y, al mismo tiempo, mantiene la estructura necesaria para gestionar el desarrollo de hardware complejo.
«Con un equipo pequeño, podemos avanzar con extrema rapidez», dijo Moschella. «Tener todo en la nube, con la colaboración, el control de versiones y la gestión de la configuración integradas, tiene mucho sentido».
A medida que Fauna Robotics continúa refinando su plataforma, Onshape proporciona la base que permite al equipo experimentar con audacia, realizar iteraciones rápidamente y llevar nuevas capacidades robóticas al mundo real.