Auto Digital Twins 3: Generación de modelos 3D y etiquetado automático masivo para la creación de gemelos digitales
Los gemelos digitales son una herramienta muy poderosa que ayudan a las compañías a mejorar su toma de decisiones basada en datos, simulando estrategias y optimizando comportamientos.
En nuestro afán por investigar en este campo, nos hemos unido en un consorcio de innovación para desarrollar un proyecto que busca dotar a las pymes del sector industrial de una herramienta que automatice el proceso de captación de datos.
El objetivo de la solución, denominada Auto Digital Twins, es acelerar la digitalización y modernización de las infraestructuras corporativas y seguir avanzando en el paradigma de la Industria 4.0.
Auto Digital Twins III emplea tecnologías de vanguardia como IA y Big Data para crear modelos digitales de alta precisión, mejorando la simulación y gestión de procesos industriales. En esta tercera fase, se trabajará en la generación de modelos 3D y etiquetado automático masivo para la creación de gemelos digitales.
Gemelos digitales e industria
Los gemelos digitales permiten simular cómo se comporta una planta industrial, incluso antes de que llegue a existir. La simulación de los cambios en la producción permite evitar problemas antes de que se produzcan, minimizar tiempos de inactividad o personalizar la producción para adaptar la industria a la fabricación flexible.
A pesar de todas sus ventajas, los gemelos digitales encuentran barreras de entrada en cuanto al grado de digitalización, por la complejidad para la integración de los sistemas, la ausencia de personal cualificado o la falta de herramientas que automaticen el etiquetado de datos.
Para acabar con estos factores limitadores, se planteó el proyecto de Auto Digital Twins con el objetivo de dotar a la industria de una herramienta que permita acelerar la implantación de los digital twins y resolver uno de sus principales cuellos de botella: el elevado coste que tiene obtener y etiquetar los elementos 3D que componen las infraestructuras industriales.
Fase 1: Auto Digital Twins I
La primera fase del proyecto, Auto Digital Twins I, ya completada, ha dado como resultado una herramienta de transformación de nubes de puntos a 3D. Se ha utilizado al robot Spot junto con el sensor Leica para escanear una instalación industrial y obtener nubes de puntos. Para ello, se ha desarrollado un visor con renderizado progresivo capaz de mostrar estas grandes nubes de puntos de manera fluida. Además, se han implementado algoritmos de IA sobre point cloud para reconocer objetos complejos y, una vez reconocidos, se han obtenido modelos 3D en formato estándar industrial, tales como BIM y CAD.
Fase 2: Auto Digital Twins II
La segunda fase del proyecto, también ya finalizada, ha dado como resultado la extensión de la capacidad de la herramienta para la detención de objetos.
Se ha trabajado en la extensión de la capacidad de detección de los objetos del gemelo digital mediante dos líneas de investigación principales:
- Se trabajó en la generación sintética de datos para poder disponer de un dataset suficientemente grande para mejorar el entrenamiento de los modelos de IA.
- Se trabajó en la integración de técnicas de visión artificial sobre imágenes de datos 2D, fusionándose de forma apropiada con las técnicas implementadas sobre nubes de puntos para alcanzar una capacidad de reconocimiento y velocidad superior y más versátil.
Fase 3: Auto Digital Twins III
En esta fase, el foco principal está puesto en el reconocimiento de texturas, defectos y salud superficial de los materiales, así como la búsqueda selectiva por voz a partir de grandes modelos de lenguaje.
En esta última fase del proyecto se busca que la herramienta desarrollada sea capaz de proporcionar atributos complementarios a los resultados de gemelo digital obtenido en las fases anteriores.
Estos nuevos atributos incluyen un analizador y registro digital de texturas y materiales en entornos complejos, así como indicadores de anomalías y salud superficial de superficies. Esta funcionalidad, para cuyo desarrollo se prevé así mismo el uso de técnicas de data augmentation, permitirá que los objetos 3D generados con la herramienta lleven asociada una valiosa información complementaria que podría resultar muy útil para la gestión de materiales y objetivos de circularidad.
Otro de los puntos más destacados de esta fase consiste en la incorporación de una novedosa funcionalidad interactiva de búsqueda selectiva mediante comandos de voz, basada en grandes modelos de lenguaje, de gran utilidad para la realización de inventarios digitales y diagnósticos rápidos.
Con todo ello, el proyecto responde a un cambio de método de trabajo en el modo de generación de datos 3D para crear gemelos digitales, y busca dotar a las pymes españolas del sector industrial de una herramienta que permita automatizar el proceso de captación de datos permitiendo acelerar la digitalización y modernización de sus infraestructuras hacia el nuevo paradigma de Industria 4.0.
De esta forma, el consorcio del que forma parte Plain Concepts junto a OnTech Innovation, Intelligent Behavior Robots, MS2S Innovación y Smart City Cluster, darán continuidad a los esfuerzos iniciados en la fase anterior de este proyecto para impulsar la implantación de gemelos digitales en las industrias y mejorarlos con nuevas y más ambiciosas funcionalidades.
Referencia del proyecto: AEI-010500-2024-23
Iniciativa financiada por el Ministerio de Industria y Turismo dentro del programa de apoyo a las AEI para contribuir a la mejora de la competitividad de la industria española.
