No te hará parecer Iron Man pero el Guardian XO te permite levantar 90 kilos sin sudar

Hace un año, para el informe especial de IEEE Spectrum sobre la tecnología más destacada de 2019, Sarcos Robotics prometió que a finales de año estarían listos para lanzar un exoesqueleto motorizado que sería el futuro del trabajo industrial. Y a finales del mes pasado, Sarcos nos invitó a Salt Lake City, Utah, para ver cómo es ese futuro.

Sarcos lleva décadas desarrollando exoesqueletos motorizados y las tecnologías robóticas que los hacen posibles, y el vestíbulo de la sede de la empresa es un lugar de descanso para conceptos y prototipos de hardware que se han ido abandonando por el camino. Pero ahora, Sarcos está preparada para desvelar el prototipo del Guardian XO, un exoesqueleto que multiplica la fuerza y que está a punto de empezar a comercializarse.

Mientras concluye nuestra sesión informativa introductoria, el director general de Sarcos, Ben Wolff, está visiblemente emocionado por poder mostrar lo que han estado trabajando en su laboratorio. «Si te hicieras la pregunta de cómo son 30 años y 300 millones de dólares», nos dice Wolff, «lo vas a ver abajo».

Esto es lo que vemos abajo:

Cómo funciona el Guardian XO

El Sarcos Guardian XO es un exoesqueleto robótico de cuerpo entero con 24 grados de libertad. Mientras lo lleva puesto, un ser humano puede levantar 90 kilogramos (200 libras) con la sensación de estar levantando sólo 4,5 kg (10 libras). El Guardian XO es totalmente eléctrico y sin ataduras, con una autonomía de 2 horas, y los paquetes de baterías intercambiables en caliente pueden mantenerlo en funcionamiento durante toda una jornada de trabajo. Se tarda unos segundos en ponérselo y quitárselo, y Sarcos afirma que los nuevos usuarios pueden aprender a utilizar el sistema en cuestión de minutos. El alquiler de un Guardian XO cuesta 100.000 dólares al año, y la empresa enviará su primer lote de unidades alfa a clientes (entre los que se encuentran la industria pesada y el ejército estadounidense) en enero.

En un sentido práctico, el Guardian XO es un robot humanoide que utiliza un humano real como sistema de mando y control. Mientras empresas de todo tipo buscan aumentar la eficiencia mediante la automatización, Sarcos cree que la solución más eficaz es una combinación directa de humanos y máquinas, potenciando la inteligencia y el juicio de los humanos con la fuerza y la resistencia de los robots. (Entre los inversores de la empresa se encuentran Caterpillar, GE Ventures, Microsoft y Schlumberger.)

Lo primero que hay que entender del Guardian XO es que, al igual que un robot humanoide, es autosuficiente. Como tiene sus propias piernas y pies, el peso de 150 libras del traje (y lo que sea que lleve) pasa por alto a su usuario y se transfiere directamente al suelo. No hay que atar el robot a uno, sino a uno mismo, un proceso que dura menos de un minuto. Así que, aunque parezca pesado y voluminoso (y sin duda es ambas cosas), al menos el peso del sistema no es algo que el usuario experimente directamente. Usted puede ver cómo funciona viendo el operador Guardian XO Fletcher Garrison levantar todo tipo de cargas útiles en el vídeo a continuación.

Hands On With the Guardian XO

Cuando Sarcos se acercó y preguntó si queríamos venir a Salt Lake City para probar el XO, inmediatamente dijimos que sí (revelación: Sarcos cubrió nuestros costos para asistir a un evento de medios de comunicación el mes pasado). Pero nos sentimos decepcionados cuando, al final, sólo se nos permitió probar una versión del exoesqueleto con un solo brazo. Incluso me ofrecí a firmar otras renuncias, pero, por desgracia, la empresa no me dejó ponerme el traje completo. Así que mi experiencia con el exoesqueleto fue bastante limitada: pude probar, literalmente, un solo brazo del XO.

Aún así, fue una sensación increíble. El brazo que probé, que según Sarcos utiliza el mismo sistema de control que el traje de cuerpo entero, era increíblemente fácil de manejar. En términos de control, todo lo que el exo intenta hacer es apartarse del camino de tus extremidades: Utiliza sensores de fuerza para detectar todos los movimientos que realizas y, a continuación, mueve sus propias extremidades en paralelo, adaptándose suavemente a tu cuerpo con su propio hardware. Si das un paso, él da un paso contigo. Si mueves tu brazo hacia adelante y hacia atrás, él mueve su brazo hacia adelante y hacia atrás de la misma manera, justo al lado del tuyo. No hay ningún retraso perceptible en este proceso, y es tan intuitivo que Sarcos dice que la mayoría de las personas tardan sólo uno o dos minutos en sentirse cómodas usando el sistema, y sólo una o dos horas para sentirse cómodas haciendo trabajos en él.

El Guardian XO puede aumentar la fuerza del usuario hasta hacer que una carga de 200 libras se sienta como si pesara cero libras. Sin embargo, normalmente no es así como funciona el exoesqueleto, ya que puede ser desconcertante estar levantando algo pesado y no sentir que estás levantando nada en absoluto. Es mejor pensar en el exo como una herramienta que te hace más fuerte en lugar de una herramienta que hace que los objetos sean ingrávidos, especialmente porque todavía tienes que lidiar con la inercia. Recuerda que, aunque algo no tenga peso aparente (ya sea porque estás en el espacio o porque lo sujetas con un exoesqueleto motorizado), sigue teniendo masa, de la que tienes que ser consciente cuando intentas moverlo o evitar que se mueva. La cantidad de ayuda que te da el exo es fácil de ajustar; tiene un panel de control gráfico en la muñeca izquierda.

¿Cómo de seguro es el exoesqueleto?

Con un sistema robótico tan potente (el XO tiene un par máximo de unas 4000 pulgadas-libras, o 450 newton-metros), Sarcos hizo de la seguridad una prioridad absoluta. Por ejemplo, para mover los brazos del exo, las manos deben mantener presionados los gatillos. Si sueltas los gatillos (por la razón que sea), los brazos se bloquearán en su sitio, lo que tiene la ventaja añadida de permitir que el exo sostenga cosas por ti mientras, por ejemplo, consultas tu teléfono. Todas las articulaciones están limitadas por la velocidad, lo que significa que no se puede dar un puñetazo con el exo; me lo dijeron durante la demostración, así que, por supuesto, lo intenté, y las articulaciones se bloquearon en cuanto superé su umbral de seguridad. Si el sistema se queda sin energía por cualquier motivo, la corriente vuelve a pasar por los motores, lo que hace que se apaguen gradualmente y no de forma brusca. Y, por su diseño, las articulaciones no son capaces de superar el rango de movimiento humano, lo que significa que el exoesqueleto no puede doblarse o retorcerse de forma que pueda lesionarse. Curiosamente, las velocidades de las articulaciones del Guardian XO son lo suficientemente rápidas como para permitirte correr, aunque eso también se ha limitado por razones de seguridad.

Preguntamos si caerse era un gran riesgo, pero resulta que tener un humano en el bucle de control hace que ese problema sea mucho más sencillo. Sarcos no ha tenido que programar el Guardian XO para que se equilibre, porque el humano que lleva dentro hace todo eso de forma natural. Que alguien intente empujarte mientras estás en el exoesqueleto no es diferente a que alguien intente empujarte mientras estás fuera de él, porque mantendrás tu propio equilibrio en cualquier caso. Si te caes, Sarcos afirma que el exoesqueleto está diseñado como una jaula antivuelco, así que lo más probable es que estés bien, aunque no está claro lo fácil que sería salir de él después (o quitártelo).

Más preocupante es cómo funcionará el XO con otras personas. Aunque su masa y volumen no supongan una gran diferencia para el usuario, parece que trabajar en colaboración podría ser un problema, al igual que trabajar en espacios pequeños o cerca de algo frágil. El traje tiene retroalimentación de fuerza para que sientas si contactas con algo, pero para entonces podría ser demasiado tarde para evitar un accidente.

Eficiencia energética y fiabilidad

La eficiencia puede no parecer gran cosa para un exoesqueleto como éste, pero lo que Sarcos ha conseguido es muy impresionante. El Guardian XO utiliza unos 500 vatios en pleno funcionamiento, es decir, mientras carga 160 libras y camina a 3 mph. Para ponerlo en contexto, el robot DURUS de SRI, que fue diseñado específicamente para ser eficiente (y es significativamente más pequeño y ligero que el Guardian XO), utiliza 350 vatios mientras camina. «Esta es una de nuestras principales innovaciones», afirma Chris Beaufait, director de operaciones de Sarcos. «No hay muchos robots en el mundo que sean tan eficientes como lo que estamos haciendo». Estas innovaciones vienen en forma de mecanismos de recuperación de energía, reducción del número de ordenadores individuales a bordo y conseguir que todo esté lo más integrado posible. Con un par de paquetes de baterías de 500 vatios-hora de 12 libras, el exoesqueleto puede funcionar durante más de 2 horas durante su uso normal, y Sarcos espera mejorar la eficiencia de 500 vatios a 425 vatios o más para enero.

Dado que el Guardian XO es un producto comercial, tiene que ser lo suficientemente fiable como para ser una herramienta práctica que sea rentable de usar. «La diferencia entre ser un taller de I+D que puede probar un concepto y hacer un producto comercialmente viable que sea robusto, requiere un conjunto de habilidades y una mentalidad totalmente diferentes», nos dijo Wolff, el director general. «Eso ha sido un reto. Creo que es el mayor reto al que se enfrentan las empresas de robótica, y hemos invertido mucha sangre, sudor y lágrimas en ello».

Wolff afirma que las futuras versiones de XO (no el modelo alfa que saldrá a la venta en enero) serán capaces de caminar al aire libre por terrenos difíciles, atravesando 30 centímetros de barro y bajo la lluvia o la nieve. Podrá subir y bajar escaleras, aunque actualmente están trabajando para asegurarse de que esto sea seguro. Wolff nos dice que se espera que los clientes del exo no necesiten mucho servicio o mantenimiento. No estamos seguros de compartir la confianza de Sarcos: se trata de un sistema complejo que va a ser utilizado por personas que no son ingenieros en entornos semiestructurados y no estructurados. Pueden ocurrir muchos escenarios inesperados, y hasta que no ocurran, no sabremos con seguridad lo bien que el Guardian XO resistirá el uso en el mundo real.

Aplicaciones del Guardian XO

El Guardian XO ha sido diseñado para dirigirse a algunos tipos específicos (pero también muy comunes) de trabajos que requieren que los humanos levanten repetidamente cosas pesadas. Estos trabajos generalmente no son automatizables, o al menos no son automatizables de una manera que sea rentable: se requiere la habilidad de un humano. Estos trabajos también requieren mucha mano de obra, lo que crea problemas a corto y largo plazo para los trabajadores humanos. A corto plazo, las lesiones agudas (como las de espalda) suponen una pérdida de productividad. A largo plazo, estas lesiones se traducen en graves problemas médicos para los trabajadores, muchos de los cuales sólo pueden funcionar entre cinco y ocho años antes de que sus cuerpos sufran daños permanentes.

Wolff cree que aquí es donde hay una oportunidad para los exoesqueletos motorizados. Utilizar el Guardian XO para descargar el tipo de tareas que suponen un esfuerzo para el cuerpo de un trabajador significa que los humanos pueden trabajar en un puesto de trabajo durante más tiempo sin sufrir lesiones. Y pueden seguir trabajando en ese mismo puesto de trabajo a medida que envejecen, ya que el exoesqueleto toma trabajos que solían ser de fuerza y los convierte en trabajos de habilidad y experiencia.

Por supuesto, lo triste es que nada de esto sobre la salud de los trabajadores importaría tanto si no se pudiera convencer a las empresas de que los exoesqueletos también pueden ahorrarles dinero. Afortunadamente para los trabajadores, es un argumento fácil de esgrimir. Dado que el Guardian XO puede levantar 90 kilos, Wolff afirma que puede mejorar la productividad de su usuario hasta en un orden de magnitud: «En general, estamos viendo una mejora de la productividad de entre 4 y 10 veces en los casos de uso que hemos analizado. Esto significa que un trabajador con un exoesqueleto puede hacer el trabajo de entre 4 y 10 empleados sin ningún tipo de estrés o tensión en su cuerpo».

En el extremo 4x de la escala, se trata simplemente de poder levantar más, y durante más tiempo. La OSHA recomienda una carga máxima para una persona de 51 libras, un número que se ajusta a la baja si el objeto tiene que ser levantado repetidamente, sostenido durante mucho tiempo, o movido. El Guardian XO permite que un trabajador levante cuatro veces eso, durante horas, mientras camina a una velocidad de hasta 3 mph. Las cosas son un poco más complicadas en el extremo 10x de la escala, pero puede imaginarse un solo objeto de 200 libras que requiera un puente grúa más varias personas para manejarlo. No se trata sólo de las personas adicionales, sino también del tiempo y la infraestructura adicionales que se requieren, cuando un solo trabajador en un Guardian XO podría recoger ese mismo objeto y moverlo por sí mismo.

La pregunta obvia en este punto es si la introducción de exoesqueletos motorizados va a dejar a la gente sin trabajo. Wolff insiste en que esa no es la realidad del sector en estos momentos, ya que el verdadero problema es encontrar trabajadores cualificados para contratarlos en primer lugar. «Ninguno de nuestros clientes está hablando de despedir gente», dice Wolff. «Todos ellos están hablando simplemente de no ser capaces de producir suficiente cantidad de sus productos o servicios para mantener a sus clientes contentos». También debería mantener contentos a los trabajadores. Wolff nos dice que han tenido «respuestas entusiastas» de los trabajadores que han probado el Guardian XO, con su única preocupación de si el exoesqueleto se puede ajustar para adaptarse a personas de diferentes formas y tamaños. Aunque las unidades iniciales se ajustarán a personas de entre 1,70 y 1,80 metros de altura, para el año que viene Sarcos promete que serán lo suficientemente ajustables como para cubrir el 90 por ciento de la mano de obra estadounidense.

Coste y disponibilidad

«No habríamos podido hacer de esto un producto económicamente viable hace tres años», dice Wolff. «El tamaño, la potencia, el peso y el coste de todos los componentes que utilizamos, todo ello ha llegado a un punto en el que es comercialmente viable». Lo que esto significa, para Sarcos y las empresas con las que se asocian, es que cada exoesqueleto cuesta unos 100.000 dólares al año. Las unidades alfa se destinarán a empresas que puedan permitirse al menos 10 de ellas a la vez, y Sarcos enviará a un ingeniero especializado con cada lote. El Guardian XO se vende como un servicio más que como un producto; al menos por ahora, es más bien un alquiler con asistencia al cliente. «El objetivo es que sea muy sencillo de manejar y utilizar», dice Wolff, y añade que Sarcos espera aprender mucho en los próximos meses, una vez que los exoesqueletos empiecen a desplegarse. Las versiones comerciales deberían llegar a finales de 2020.

Me aseguré de preguntarle a Wolff cuándo podría alquilar una de estas cosas en mi ferretería local para la próxima vez que tenga que mudarme, pero, decepcionantemente, no ve que eso ocurra pronto. Sarcos aún tiene mucho que aprender sobre cómo hacer negocio con los exoesqueletos, y prefiere mantener las expectativas realistas antes que prometer a nadie un traje de Iron Man. Sin embargo, es demasiado tarde para mí, ya he visto lo que puede hacer el Guardian XO. Y quiero uno.