Libro Blanco de la RobticaDe la investigacin al desarrollo tecnolgico y futuras aplicaciones

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GOBIERf':IO DEESPANA

MINISTERIO DE OENCIA. E INNOVACIN

CEAcomit

espaol deautomtica

Libro Blanco de la Robtica: De la investigacin al desarrollo tecnolgico y aplicaciones futuras. Edita: CEA - GTRob con subvencin del MEC. 1.a edicin. Edicin revisada julio 2008. CEA-GTRob,2008 Fotografas:Trabajos de los Grupos de Investigacin de CEA-GTRob. ISBN: 978-84-690-3884-0 Imprime: Grafo,S.A. Depsito legal: Bl-2265-08 Cdigo de subvencin del MEC. (DPI-2010-11167-E)

El Libro Blanco de la Robtica est desarrollado por el Comit Espaol de Automtica (CEA), sociedad cientfica nacional que agrupa a la inmensa mayora de los investigadores espaoles en el rea de robtica, aportando el enfoque desde las universidades, el CSIC y los centros tecnolgicos. Aunque este documento est orientado a la investigacin en robtica, los grupos de I+D+i que la soportan,tiene una demostrada vocacin de transferencia de tecnologa a las empresas. Por ello, este trabajo ha contado con el apoyo de varias asociaciones empresariales, sectoriales y gubernamentales tales como la Asociacin Espaola de Robtica (AER),el Observatorio de ProspectivaTecnolgica e Innovadora (OPTl), Fundacin COTEC para la Innovacin Tecnolgica y el Centro para el Desarrollo Tecnolgico Industrial (CDTI). Este Libro es hasta la fecha el nico estudio de esta naturaleza realizado a nivel nacional y uno de los pocos a nivel internacional. Adems, est avalado por la Red Nacional de Robtica subvencionada por el Ministerio de Educacin y Ciencia. Los autores del Libro Blanco de la Robtica consideran que este trabajo es de gran oportunidad para Espaa por darse varios factores relevantes: 1) madurez y liderazgo de nuestros grupos de investigacin a nivel internacional; 2) disposicin de la informacin suficiente para establecer el estado de la tcnica y de las tendencias a corto, medio y largo plazo; 3) el inicio, segn numerosos indicadores internacionales, de un drstico cambio en el mercado de la robticay 4) la buena predisposicin del tejido industrial nacional para recoger los frutos de la investigacin en este rea. Las recomendaciones y conclusiones de este documento pueden y deben impulsar la creacin de una fuerte industria robtica en nuestro pas, reduciendo la dependencia tecnolgica y creando numerosos beneficios socio-econmicos.

1ndicePrembulo .. ............................. ............................. ... ............................ ..................... 1. ndice 2. Resumen ejecutivo .................................. ............................. ................................... 3. Introduccin ........................................................................ ............................. ...... 3.1. Si tuacin actual y tendencias para el f u turo .................................................

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3.2 . Objetivos del Li bro Blanco ..........................................................................3.3. Metodologa y estructura del documento .....................................................4. Impacto socio-econmico de la robtica................................................................

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3 4.1. Estadsticas de robots ................................................................................... 25 4.2. Sectores y apl icaciones de la robtica.......................................................... 28 4.2.1 . Los robots en la i ndustria del au tomvi l........................................... 28 4.2.2. Los robots en las PYMES .................................................................. 30 4.2.3. Los robots en sectores de compleja robotizacin.............................. 35 4.2.4. Uso de los robots para los servicios de los ciudada nos..................... 44 4.3. Tendencias ................................................................................................... 57 59 5.1. Panorama mund ial....................................................................................... 61 S.1.1 . La I +D+i en la robtica i nd ustrial..................................................... 62 5.1.2. La I +D+i en la robtica de servicio .................................................. 63 5.1.3. La I +D+i en la robtica espacial y de seguridad ............................... 68 5.1.4. Redes de investigacin, sociedades cientficas y publicaciones ....... 70 5.2. La I+D+i en robtica en Espaa................................................................... 71 5.3. El peso de robtica espaola en el contexto internacional........................... 74 5.3.1. Presencia en redes de investigacin y sociedades cientficas............ 74 5.3.2. Presencia en comits de revistas y congresos ................................... 80 5.3.3. El peso de la I+D+i en robtica de la i ndustria espaola en contexto i nternacional ............................................................................ 85 5.4. Relacin con otras reas .............................................................................. 88 S.S.Tendencias ................................................................................................... 90

5. la I+D+i en la robtica...........................................................................................

LIBRO DE LA ROBTICA6. Mecanismos de financiacin de la I+D+i en robtica............................................. 93 6.1. Financiacin de la I+D+i en robtica en la Unin Europea ......................... 95 6.1.1. La robtica en el FP6 (2003-2006) ................................................... 96 6.1.2. La robtica en el FP7 (2007-2013) ................................................... 98 6.1 .3. La robtica en programa EUREKA .................................................... 100 6.1.4. La robtica en otros programas de la U E .......................................... 101 6.2. Financiacin de la I+D+i en robtica en los pases desarrollados ................ 101 6.3. La f i nanciacin de la I+D+i en robtica en Espaa ...................................... 1 07 6.4. La financiacin de la I+D+i en robtica en las Comunidades Autnomas .... 11 O 6.5. Otras iniciati vas de financiacin de la I +D+i en robtica ............................. 113 6.5.1. Programa lberoeka ........................................................................... 113 6.5.2. Las empresas spin-off .................................................................... 113 6.5.3. Otras iniciativas ............................................................................... 115 6.6. Tendencias ................................................................................................... 1 18 6.6.1. Contribucin de las Comunidades Autnomas ................................. 118 6.6.2. Previsiones en el mbito del estado espaol..................................... 119 6.6.3. Previsiones en el mbito de la Unin Europea ................................. 120 7. Formacin y divulgacin ......................................................................................... 123 7.1. Formacin: i nstituto, grado universitario y doctorado................................... 126 7.1 .1. Formacin en la enseanza secundaria............................................ 126 7.1.2. Formacin en la universidad ............................................................ 129 7.2. Formacin en empresas ............................................................................... 137 7.3. Divulgacin social ....................................................................................... 139 7.3.1. Divulgacin cientfico-tcnica.......................................................... 139 7.3.2. Otras actividades de divu lgacin ...................................................... 143 7.4. Tendencias ................................................................................................... 145 8. Anlisis estratgico de la robtica en Espaa .......................................................... 149 8.1. Lneas estratgicas en el mundo ........................................................................... 151 8.2. Fortalezas y debilidades de la I+D+i en robtica en Espaa.................................. 160 8.2.1. Fortalezas .......................................................................................................... 160 8.2.2. Debilidades....................................................................................................... 163 8.3. Propuesta de lneas estratgicas para el periodo 2007-2020 ................................. 165 8.3.1 . Periodos temporales .......................................................................................... 165 8.3.2. Demanda empresarial ....................................................................................... 165 8.3.3. Lneas prioritarias .............................................................................................. 166 8.3.4. Acciones prioritarias .......................................................................................... 170 9. Conclusiones........................................................................................................... 173 1O. Referencias ........................................................................................................... 175 11. Participantes ......................................................................................................... 179

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2Resumen ejecutivoLa robtica es sinnimo de progreso y desarrollo tecnolgico. Los pases y las empresas que cuentan con una fuerte presencia de robots no solamente consiguen altos niveles de competitividad y productividad, sino tambin transmiten una imagen de modernidad. En los pases ms desarrollados, las inversiones en tecnologas relacionadas con la robtica han crecido de forma significativa y muy por encima de otros sectores. Segn todos los indicadores internacionales, la nueva sociedad robtica de consumo est por llegar en la prxima dcada. En un plazo muy breve, se pondrn a la venta robots de servicio a precio asequible a los ciudadanos, con aplicaciones de asistencia personal a nios,ancianos y discapacitados, educacin, entretenimiento, vigilancia,construccin, recoleccin de frutas y muchas ms. Esta nueva sociedad robotizada llevar el cambio a los ciudadanos y necesitar de la creacin de nuevas industrias y negocios. Estos dos aspectos socio-econmicos, calidad de vida y empresas, son fundamentales en este estudio. Los avances de la robtica tienen una incidencia directa en la competitividad de nuestras empresas, ms an en estos tiempos en que nuestros mercados se encuentran invadidos por productos de bajo coste procedentes de pases emergentes. La innovacin en robtica no slo tiene impacto socioeconmico en el sector productivo como mecanismo para elevar la productividad y calidad de los productos. Tambin afecta fundamentalmente al sistema de produccin y a la organizacin del proceso productivo en s mismo. Adems, la independencia tecnolgica de nuestro pas en reas como la robtica,contribuir significativamente a disminuir el riesgo de la absorcin de nuestras empresas por capital extranjero. Finalmente,hay que sealar que la madurez tecnolgica de nuestras empresas as como el mayor nivel de formacin tcnica de los trabajadores permite la rpida absorcin estas tecnologas. Hoy en da todos los agentes sociales tienen claro que es necesario realizar un cambio de rnodelo productivo en Espaa. La gran mayora de las empresas nacionales tienen claro que su supervivencia depende, en gran medida, de la innovacin e independencia tecnolgica, en especial de las tecnologas ms innovadoras, entre las que se encuentra la robtica. La actual crisis econmica y

LIBRO DE LA ROBTICAfinanciera debe ser vista como una oportunidad para acelerar la transicin hacia un sistema productivo basado en la innovacin. Se puede afirmar, sin ningn gnero de duda, que Espaa tiene un importante potencial en investigacin en robtica (ms de 60 grupos), siendo algunos de ellos y en algunas lneas de investigacin pioneros y lderes, tanto en el mbito europeo como mundial. El peso de la investigacin en robtica en Espaa es importante e incluso superior a pases con mayor poder econmico que el nuestro, siendo el tercer pas por nmero de grupos en la Red Europea de Robtica (EURON). Este hecho asegura los retornos socio-econmicos de una financiacin adecuada de nuestros grupos de investigacin en robtica. Muestra de ello es el crecimiento continuado de los fondos europeos de financiacin de I+D+i en tecnologas robticas y afines que han recibido por los grupos de investigacin espaoles en los ltimos aos. El objetivo de este Libro Blanco de la Robtica es presentar una hoja de ruta, con horizonte temporal del ao 2020, que permita identificar de forma realista, los alcances de la robtica avanzada hacia la que se prev evolucionar durante dicho horizonte temporal, los actores socio-econmicos de esta transformacin (actuales y futuros), las herramientas y los esfuerzos investigadores necesarios para conseguir estos objetivos, las posibles dificultades en su consecucin y, en definitiva, prepararnos para los futuros cambios. El Libro concluye con la propuesta de las lneas estratgicas de investigacin para el periodo 2012-2020, que se deberan plasmar en una Prioridad Estratgica en Robtica en el nuevo Plan Nacional de I+D+i 2012-2015, y con una propuesta de mecanismos de materializacin de las mismas.

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INTRODUCCIN

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En ocasiones las cosas no son lo que parecen. Eso pens Doa Soledad cuando se levant, como cada maana, hacia las 7 O, despus de que le llamara la asistenta. No le gustaba madrugar, pero Rosa no le permita quedarse ms rato en la cama. Es por tu circulacin le deca, con esa voz diferente pero dulce que saba poner cuando quera convencerla de algo. Soledad an recordaba el da que lleg a casa. Fue por culpa de su hijo, ya que por ella podra haber seguido ms tiempo viviendo sola en aquel piso, que 83 aos no son tantos. Pero l insisti mucho en que se quedara ms tranquilo. Y all estaba, con una asistenta que la cuidaba, vigilaba la casa y adems, si algo no iba bien1 llamaba a su hijo. No es que tuviera nada contra las asistentas robticas, pero a su edad no resultaba fcil habituarse a un rostro nuevo a pesar de los gestos amigables que le haca y de ese pelo moreno que nunca necesitaba tinte. Aunque tena que reconocer que ahora tambin ella estaba ms tranquila porque nunca se le olvidaba tomarse los medicamentos, ya que Rosa ( Robot Sanitario Asistencial ) no dejaba pasar ni una toma. adems, no necesitaba ir al mdico para tomarse la tensin, bastaba con que Rosa le tomara la mueca y chas! 80/7 20, todo bien Y lo que ms le gustaba era que ya no necesitaba ir al hospital a las tediosas revisiones peridicas de marcapasos. Ahora Rosa recopilaba todos los datos y los enviaba a su medico por lnternet7+. El simptico instalador le haba dicho que el robot llevaba unos programas nuevos para que fuera capaz de salir a la calle y acompaarla al parque, pero que an no los haba probado. Eso ya iba a ser un gran avance porque cada vez se le haca ms cuesta arriba salir de casa sola, sobre todo despus de la cada. Adems, le haba comentado su hijo que, si era necesario, podan buscar una silla de ruedas autnoma a la que Rosa pudiera acompaar para sacarla a pasear cuando estuviera muy cansada. En la televisin ya haba visto que lo estaban utilizando en residencias de ancianos. De hecho, de unos aos a esta parte, se vean cada vez ms robots en la calle junto a las personas: vigilando las calles como policas, limpiando las aceras y arreglando las fachadas, incluso perros lazarillo para invidentes.Tambin vea en su televisin personalizada el nuevo aspecto de las fbricas, ms cercanas a solitarias oficinas impolutas que a entornos productivos. Los robots no solamente soldaban y pintaban las carroceras de los coches, sino tambin revisaban su aspecto, ensamblaban sus interiores y, lo ms simptico, conducan los coches en pruebas. Le segua gustando el ftbol y el otro da vio por televisin la tina / del mundial robtica entre Japn y Canad. Iba con los canadienses, pero los japoneses se impusieron en el ltimo cuarto de hora. "!Qu pena, el 9 canadiense era tan guapo y jugaba tan bien". La verdad es que Soledad ya se haba acostumbrado a las mquinas, algunas de las cuales parecan tener alma y sentimientos. Cmo hacen para que Rosa estuviera romntica durante los das lluviosos? La primera semana de estar Rosa en la casa se pasaba mucho Uempo recorrindola de arriba a bajo y fe costaba mucho entender sus indicaciones. "Est aprendiendo, le deca el tcnico hablando desde no se sabe dnde. Ella se hizo a la idea de que era como un nio pequeo curioso. Poco a poco, Rosa empez11 1 ' 11 11

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LIBRO DE LA ROBTICAa moverse ms, a entender a la primera sus instrucciones e incluso a hacer cosas por propia iniciativa, sin que nadie se las hubiera dicho. Y es verdad, necesitaba mejorar algunas cosas de la casa, como los detectores de gas, humo y agua. Pero por suerte no haban tenido que poner ms cables, slo una caja que haba detrs de la puerta de casa para no-se-qu de conexin a la red. Ahora, si se empezaba a quemar un guiso1 Rosa empezaba a decirle no s que cosas a la cocina. La verdad es que s, que estaba ms segura. Adems, en caso de necesidad, Rosa llamaba a su hijo y una vez tuvo que llamar directamente al 1123, se haba roto la aspiradora . Pero lo ms gracioso, lo que acab de tranquilizarla del todo, sucedi el da anterior. Llamaron a casa unos comerciales de venta a domicilio justo a la hora de la siesta, cuando Soledad estaba ms tranquila. En otras ocasiones1 Rosa le mostraba por /a pantalla que llevaba en el pecho quien estaba en la puerta. Pero esta vez, aprendiendo de las otras veces, la oy entre sueos que les deca muy amablemente a los vendedores: " No estamos interesadas, gracias". Y fue en ese momento cuando Soledad pens que esa chica no era lo que pareca, tendra que hacerle un buen regalo en las Navidades del 2030. Aunque la historia de Doa Soledad pueda parecer ciencia-ficcin, el objetivo de este Libro Blanco es mostrar que estos avances tecnolgicos estn a la vuelta de la esquina y que hace falta estar preparado para ellos. As como la sociedad de finales del siglo XX y comienzos del XXI se ha visto invadida por los ordenadores, la sociedad del siglo XXI se basar en una masiva intervencin de robots en todos los aspectos de la vida cotidiana y productiva. Los robots no sol amente estarn localizados en las factoras y con aspecto de brazo manipulador, sino tambi n saldrn al "asfalto'' y a l "campo" para realizar multitud de tareas de servicios e industriales que hoy en da son efectuadas manualmente. Una caracterstica fundamental y diferenciadora

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de esta robtica ava n zada ser la estrecha colaboracin de los robots conlos humanos tanto en el campo comn de trabajo como en la interaccin multimodal. Segn la lnternational Federation of Robotics I FR el mercado de la robtica de servicio, que en 2008 fue de 3,3 billones $ US, crecer hasta 100 billones $USen 2020. Esta nueva sociedad robotizada implicar un importante cambio en el modo y calidad de vida de ciudadanos y necesita r de la creacin de nuevos negocios. Estos dos aspectos socio-econmicos, calidad de vida y empresas, son fundamentales en este estudio. Este Li bro Blanco de la Robtica en Espaa, pretende identificar las actuaciones necesa r ias para que nuestro pas alcance esta nueva sociedad, de manera competitiva y con independencia tecnolgica. En concreto, se propondrn las l neas estratgicas de investigacin en robtica para el periodo temporal 2012-2020 as como las acciones prioritarias que permi tan su desarrollo.

I NTRODUCCIN

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3.1. Situacin actual y tendencias para el futuroLa robtica es un sinnimo de progreso y desarrollo tecnolgico. Los pases y las empresas que cuentan con una fuerte presencia de robots no solamente consiguen altos niveles de competitividad y productividad,sino tambin transmiten una imagen de modernidad. En los pases ms desarrollados, las inversiones en tecnologas robticas han crecido de forma significativa y muy por encima de otros sectores. No obstante,el conocimiento sobre robtica de la mayora de la sociedad es muy limitado.Algunas personas todava confunden un robot con una minipimer debido a que en la propaganda es anunciada como un robot de cocina. Por otro lado, las inversiones en la investigacin en robtica han ido disminuyendo en Europa en los ltimos aos, lo que contrasta con el incremento de los esfuerzos investigadores en esta rea en pases como Estados Unidos o japn. Por ello,uno de los objetivos estratgicos de este Libro Blanco es la concienciacin de la sociedad y la administracin de la impo1tancia y los beneficios socioeconmicos de la robtica. La robtica tiene como intencin final complementar o sustituir las funciones de los humanos en tareas tediosas o peligrosas, alcanzando, en algunos sectores, aplicaciones masivas. En el contexto industrial, donde se utilizan con notable xito desde hace varias dcadas,sus beneficios empresariales y sociales se pueden resumir en cuatro: 1) Productividad, aumento de la produccin y reduccin de costes de varios tipos como laborales, de materiales, energticos y de almacenamiento. 2) Flexibilidad, que permite adaptar la factora para la fabricacin de nuevos productos sin la necesidad de que se modifique la cadena de produccin y,por consiguiente,sin paradas ni prdidas de tiempo. 3) Calidad, debido al alto nivel de repetitividad de las tareas realizadas por los robots que aseguran una calidad uniforme del producto final. 4) Seguridad, ya que minimiza la presencia de personas en los procesos de fabricacin peligrosos, disminuyendo las posibilidades de accidentes laborales y reemplazando a los operarios de tareas tediosas.

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Por otro lado, hay que destacar que la robtica ofrece unos grandes beneficios sociales, resolviendo problemas cotidianos en todos los sectores y edades de la poblacin,mejorando la calidad de vida de los ciudadanos mediante la reduccin de las horas de trabajo y de los riesgos laborales. Tambin aporta beneficios econmicos aumentando la competitividad de las empresas, dinamizando la creacin de nuevas empresas y nuevos modelos de negocio y profesiones. Los sectores a los que actualmente est orientada la robtica son muy amplios desde la industria manufacturera (automvil y mquina herramienta) hasta la exploracin de ambientes hostiles, tales como entornos submarinos y espacio. As, la robotizacin no slo atae a sectores industriales, sino tambin a una gran variedad de aplicaciones sociales,tales como asistencia personal, medicina,

LIBRO DE LA ROBTICAlimpieza,inspeccin y mantenimiento de infraestructuras, entre otras. De hecho, la robtica actual se divide en dos grandes reas, la robtica industrial y la robtica de servicio, entendindose esta ltima en un sentido amplio,incluyendo servicios personales y a la sociedad. Aunque la robtica industrial est bien establecida desde hace varias dcadas y la de servicios est en una fase incipiente, ambas presentan grandes posibilidades de investigacin y desarrollo que dan lugar a la robtica avanzada. De acuerdo al informe de la IFR, World Robotics 2009, el parque mundial actual de robots industriales instalados a finales de 2008 es prximo a los 1.036.000, con ndices de crecimiento sostenido del orden del 4-5% anual. Hay que resaltar que la mayora de estos robots estn instalados en la industria manufacturera. En concreto, alrededor del 50% estn en la industria del automvil. Las aplicaciones ms demandadas son las de soldadura y manipulacin, que en los pases ms industrializados son del orden 25-50% y 3060%, respectivamente. Es interesante destacar que, mientras aproximadamente el35% de robots industriales se encuentran en Japn, los lderes en la fabricacin de robots son empresas europeas (ABB, Kuka, Comau, Staub/) que dominan casi la totalidad del mercado. Espaa ocupa un lugar relevante en la robtica industrial, estando en el 8 lugar en el mundo y el 4 en Europa por nmero de robots instalados, con cerca de 29.000 unidades, muy por encima del Reino Unido y muy cerca de Francia. Del mismo modo, si se toma como indicador la tasa de robots instalados por cada 10.000 trabajadores en la industria manufacturera, Espaa se encuentra en un destacado lugar, por detrs solamente de Japn, Corea, Alemania, Italia, Suecia y Finlandia.Esta situacin est por encima de nuestra situacin econmica en general y demuestra la importancia de la robtica en la economa espaola. Ahora bien, es necesario hacer notar que esta situacin relevante est motivada exclusivamente por la gran implantacin de la industria automovilstica en nuestro pas. Por lo tanto, este indicador es voltil en cuanto que debe considerarse la posible migracin de estas industrias a terceros pases donde los costes de fabricacin sean inferiores. Sin embargo, el nmero o la tasa de robots instalados en un pas no debe ser considerado por s mismo como un indicador del estado de la tecnologa robtica de ese pas, por cuanto puede tratarse, como as ocurre en el caso de Espaa, de una tecnologa adquirida a otros pases. En efecto, Espaa presenta una gran dependencia tecnolgica en el desarrollo de robots y, en gran medida, de los procesos de ingeniera asociados a su implantacin. Por otro lado, esta dependencia tecnolgica, junto con una falta de formacin tcnica y cultura de la innovacin en la pequea y mediana empresa (principal tejido industrial de nuestro pas), dificultan la robotizacin de un nmero destacable de actividades de fabricacin de la pequea manufactura, cuya solucin tecnolgica puede ser abordada con garanta de xito por los tcnicos e ingenieros formados en el entorno educativo espaol. As , sectores como el calzado, astilleros, cermica o el juguete, que se enfrentan en la actualidad a una fuerte competencia motivada

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I NTRODUCCINpor la globalizacin de los mercados,podran aumentar su competitividad en base a una robotizacin escasamente abordada. Por otro lado, la robtica de servicio es un campo emergente, pero con un gran potencial de crecimiento. Sus aplicaciones se dividen en servicios personales (asistencia a personas mayores, discapacitados y nios, acompaante y/o sirviente personal, limpieza y seguridad domstica, etc.) y servicios profesionales (limpieza de calles, vigilancia urbana, mantenimiento e inspeccin de infraestructuras, compaero de trabajo, medicina, construccin, agricultura, etc.). La mayora de los sectores y aplicaciones citadas cuentan con un bajo o muy bajo nivel de automatizacin, ocupando a un gran nmero de trabajadores en actividades tediosas y en algunos casos peligrosas. Adems, el continuo envejecimiento de la poblacin, sin medidas efectivas para su cuidado y ocio, hace cada vez ms necesarios el desarrollo de robots para este sector de la poblacin. Las expectativas de aplicacin de los robots de servicio han superado, en los ltimos aos, los lmites de los procesos de manufactura. Por ejemplo, en aplicaciones domsticas como la limpieza de suelos, en Abril de 2011 se haban vendido ms de 6 millones de unidades del robot Roomba de iRobot desde que se pusieron en comercializacin en 2002. Todos los indicadores confirman que nos encontramos en una revolucin que nos llevar a un mercado robtica de consumo, mediante la utilizacin en el hogar de nuevos robots, autnticos electrodomsticos mviles, que complementarn a los actuales estticos. De la misma forma, las aplicaciones profesionales como la medicina, la construccin o la seguridad y defensa, presentan unas notables expectativas de crecimiento. Sus productos tienen un alto valor aadido como es el caso de robots para medicina. Como ejemplo, en la actualidad se han instalado ms de 1200 robots daVinci de lntuitive Surgical, cada uno con un coste superior 1,2 M$.Otro ejemplo destacable de los robots de servicio son los de entretenimiento y educacin (bajo el trmino anglosajn "edutainment") caracterizados por mascotas robots (Aibo de Sony y PaPeRo de Nec), habindose vendido en el mercado Japons las primeras 3.000 unidades de Aibo en menos de 20 minutos. Estos ejemplos,entre otros muchos,demuestran que los actores implicados en el nuevo mercado de robots de servicio estn an sin consolidar, existiendo, por lo tanto, la oportunidad para Espaa de llegar a ellos en igualdad de condiciones con otros pases. Adems, al entrar en el mercado de consumo se crean nuevas expectativas de ventas que en el sector industrial eran desconocidas hasta hoy en da. Las nuevas empresas robticas podran vender millones de unidades en vez de decenas de miles, como es el caso actual de la robtica industrial. Se puede afirmar, sin ninguna duda, que la robtica actual es una tecnologa madura. Se encuentra en la vanguardia de la integracin de los ms modernos avances en diferentes sectores, tales como actuadores, sensores, materiales, mecnica,hardware y software,comunicaciones,etc. Es una tecnologa en continuo desarrollo, aumentando continuamente sus prestaciones y consecuentemente el campo de aplicaciones. Tanto la robtica de servicio como la robtica industrial tienen grandes posibilidades de expansin y progreso,por lo que la investigacin y

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LIBRO DE LA ROBTICAdesarrollo en robtica son claves para nuestro pas,abriendo grandes posibilidades econmicas y de progreso que pueden ser exportadas a otros pases y sectores.

3.2. Objetivos del Libro BlancoLa creciente globalizacin, facilita que, productos fabricados en pases con costes de produccin muy inferiores a los de nuestro entorno, lleguen sin dificultades a nuestros mercados,apenas contenidos por medidas arancelarias que no pueden ser solucin a medio plazo. Por ello, la riqueza industrial de nuestro pas,como la del resto de los pases de nuestro entorno socioeconmico,se debe basar en una continua renovacin tecnolgica, soportada por un importante esfuerzo en I+D+i que, en el caso de Espaa,debe ser superior al actual. La actual crisis econmica y financiera debe ser vista como una oportunidad para acelerar la transicin hacia un sistema productivo basado en la innovacin. Tras un pasado incierto, en el que la conciencia de la sociedad espaola sobre la importancia de la investigacin, desarrollo e innovacin tecnolgica era escasa, todos los agentes sociales y la gran mayora de las empresas industriales y de servicios tienen claro que su supervivencia depende de la innovacin e independencia tecnolgica. La administracin es igualmente consciente de esa importancia, como se refleja en el actual Plan Nacional de I+D+i cuyos presupuestos aumentan de ao en ao. El apoyo gubernamental con planes a largo plazo y a grupos de excelencia (programas Consolider, Cenit, EstratgicosSingulares, PROFIT, etc.) es tambin muy importante. De igual manera, la potenciacin de los grupos de investigacin espaoles y el impulso de la transferencia tecnolgica son imprescindibles para conseguir una independencia tecnolgica y una competitividad empresarial. El Libro Blanco de la Robtica que aqu se presenta trata de analizar la conveniencia, oportunidad y posibilidades de la I+D+i en el rea de la robtica, que,por su carcter de tecnologa horizontal,cubre un amplio espectro de reas de aplicacin, llegando a buena parte de los sectores productivos en los que nuestro pas puede mostrarse competitivo. Sin una planificacin eficaz, estructurada y a largo plazo de la I+D+i en robtica en Espaa, nuestras empresas no podrn competir en productividad, calidad ni precio en un mercado globalizado, con sus competidores emergentes de pases en vas de desarrollo, que actualmente ofrecen mano de obra barata.Todo ello pone de manifiesto que la robotizacin y la automatizacin, el conocimiento de tecnologas afines, y la formacin de Ingenieros especializados en estas reas son elementos clave para la supervivencia de muchas de nuestras empresas. Por otro lado, el Libro Blanco pretende realizar una prospectiva de los nuevos negocios y mercados de la robtica avanzada. Dnde, cmo y de qu forma se puede entrar en los nuevos mercados de la robtica de consumo. El anlisis sectorial actual, la prospectiva de futuro y la capacidad tecnolgica de Espaa en

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I NTRODUCCINeste sector ocupan una parte importante de este documento. De este anlisis se desprende que Espaa cuenta con investigadores y tcnicos muy bien preparados y concienciados en la necesidad de enfocar su actividad profesional de modo que revierta de una manera tangible en la sociedad. Sin embargo, esta capacidad no se aprovecha adecuadamente, por cuatro motivos bsicos: 1) Falta de hbito,en general,por parte de la empresa espaola en realizar un esfuerzo propio adecuado en I+D+i, viendo a los investigadores como mano de obra barata para desarrollos puntuales. 2) Enfoque excesivamente acadmico de algunos colectivos de investigadores, que movidos por la necesidad de alcanzar los ndices de calidad que fijan los actuales criterios oficiales, se centran en cumplir los baremos de publicaciones cientficas ms que en la transferencia de tecnologa. 3) Singular relacin investigacin-empresa basada en contratos de desarrollo ms que en contratos de investigacin a largo plazo y, en algunos casos, con el nico fin de obtener financiacin pblica. 4) Ausencia de unas lneas de investigacin a largo plazo,adecuadamente priorizadas, que guen y focalicen el esfuerzo de los grupos de I+D+i hacia los objetivos adecuados, originando la cultura de "caf para todos". En 2009, la inversin de Espaa en I+D+i es del 1,38% cuando en la Unin Europea est en el 2,01% de media y pases como Suecia o Dinamarca dedican porcentajes superiores al 3%. La inversin, tanto gubernamental como empresarial, es muy baja en comparacin con nuestro peso socio-econmico. En relacin con la robtica, sinnimo de progreso y tecnologa, las inversiones pblicas y su importancia son muy limitadas. A pesar del incremento de contenidos de tecnologas robticas y afines en el Plan Nacional de I+D+i 2008-2011, la robtica an sigue apareciendo de forma dispersa y colateral: Diseo y Produccin Industrial (DPI): Dentro de este programa se encuentran proyectos de investigacin de muchas de las ramas de la robtica: robots humanoides, robots mviles, sistemas de interaccin humano-robot, manipulacin robtica, sistemas de mapeado y localizacin para navegacin en entornos no estructurados, teleoperacin, sistemas robotizados de fabricacin, vehculos autnomos areos y submarinos, robots de servicios, robots cooperativos, etc. En otros programas, la aparicin est mucho ms diluida. Dentro de Tecnologa, Electrnica y Comunicaciones (lEC) se encuentran proyectos de investigacin centrados en el desarrollo tecnolgico de nuevos sistemas sensoriales para su utilizacin en aplicaciones robticas. Destacan principalmente las implementaciones hardware

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LIBRO DE LA ROBTICAde sistemas de visin y de redes multisensoriales. En el programa Tecnologas Informticas y para la Sociedad de la Informacin (TIN) se encuentran proyectos de investigacin centrados en el desarrollo de algoritmos y la implementacin de soluciones software aplicado a sistemas robticas. Destaca la investigacin en: tcnicas de aprendizaje automtico, algoritmos de visin por computador, algoritmos de posicionamiento, sistemas de inteligencia ambiental y sistemas de agentes inteligentes. En Transporte (TRA) se encuentran proyectos de investigacin centrados en aplicar las tecnologas y algoritmos de la robtica en vehculos autnomos. Destacan los sistemas de reconocimiento de elementos del trfico mediante visin artificial y los sistemas de coordinacin entre mltiples vehculos. Esta escasa presencia muestra la poca imp01tancia que se otorga en la actualidad a esta tecnologa, en discordancia con las significativas repercusiones que puede tener en la economa y sociedad de nuestro pas. En conclusin, el Libro Blanco de la Robtica en Espaa, se orienta fundamentalmente a la I+D+i, analizando el estado actual y tratando de centrar esta actividad hacia el futuro, de modo que los rendimientos para la tecnologa de nuestro pas, y con ella su economa, sean los mayores posibles. Los objetivos, por tanto, se centran en tres aspectos fundamentales: 1) Mostrar la existencia de sectores de mercado por cubri1en los que sea posible, con la adecuada visin, liderar la oferta dentro y fuera de Espaa. La prospectiva a largo plazo, basada en analizar nuevas aplicaciones, nuevos mercados, nuevos productos y las tendencias. 2) Marcar objetivos de I+D+i en robtica a largo plazo que, adecuadamente apoyados por una polticas de financiacin pblica, repercutiran positivamente en desarrollos tecnolgicos. En concreto, la creacin de un Programa de Robtica horizontal en el prximo Plan Nacional 2012-2015 permitira concentrar y priorizar los esfuerzos investigadores de calidad. 3) Modificar la relacin entre los centros de investigacin y las empresas con el objetivo de dar a conocer a nuestros empresarios el potencial humano y de conocimiento con el que se cuenta en Espaa y que estos pueden ser directamente aprovechables por la empresa. Esta relacin debera estar basada fundamentalmente en convenios a largo plazo con beneficio mutuo. Estas acciones se plantean con un horizonte temporal de co1to,medio y largo plazo,de modo que se realizan recomendaciones estratgicas que permitan en un plazo hasta el2020,mejorar sustancialmente la posicin de Espaa en la tecnologa robtica,pretendiendo incluso el llegar a ser referencia en determinadas reas en los entornos europeo y mundial.

3

I NTRODUCCIN

IJI

3.3 Metodologa y estructura del documentoEl Libro Blanco de la Robtica en Espaa es una iniciativa del Grupo Temtico de robtica (GTRob) del Comit Espaol de Automtica (CEA). Dicho grupo est integrado, fundamentalmente,por investigadores de Universidades, CSIC y centros tecnolgicos de todo el territorio espaol. Asimismo,participan en el GTRob como observadores algunas empresas involucradas en las actividades en I+D+i. Por todo ello,la metodologa del documento slo aborda en profundidad los aspectos cientficos y tecnolgicos, no tratando ciertos aspectos empresariales, que son objeto de otras organizaciones, como por ejemplo el "Informe sobre Robtica y Automatizacin'' publicado en el ao 2006 por la Fundacin COTEC para la Innovacin Tecnolgica. La metodologa empleada tiene una fase de anlisis y otra de sntesis. En la primera, se estudian la realidad del tejido industrial actual y las estadsticas de la robtica (aplicaciones y el grado de robotizacin de la misma). Adems,se analizan los documentos y hojas de ruta de otros pases y organizaciones nacionales e internacionales. En la parte de sntesis, se proponen lneas de actuacin estratgicas de la robtica espaola a largo plazo. Tambin se han analizado los destinatarios de este Libro Blanco, definiendo con claridad a quienes va dirigido. Pueden distinguirse cuatro agentes diferentes que contribuyen al desarrollo tecnolgico en general y en pa1ticular al de la robtica (Figura 3.1): 1) agentes socio-econmicos, representados por el mundo empresarial y la sociedad en general; 2) agentes de sopo1te de la I+D+i, bsicamente las distintas administraciones pblicas y el capital privado, en pa1ticular el procedente de sociedades de capital-riesgo;3) agentes de capital humano, en donde hay que tener en cuenta los sistemas formativos a todos los niveles; y 4) los propios agentes de I+D+i, universidades, CSIC y centros tecnolgicos. La relacin armoniosa entre todos ellos es de gran importancia para unos buenos resultados de la I+D+i. El Libro Blanco va dirigido a estos cuatros agentes siempre desde el punto de vista de la I+D+i.

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Figura 3.1 Agentes que contribuyen al desarrollo tecnolgico de la robtica

2005

Jt

o6

ICRAICRA ICRA IROS IROS IROS ISR ISR

53

20042009 2008 2006 2006 2005 2009 2008 2007 2009 2006

o1

46 68 248 59 4934

o oo

8,8

2,05,1

2, 94,2 8,7

o12

66 2423

SSRR SSRR SSRRICM SYROCO

2'1

46811

4,3 12 , 5

3

27,232,6 7,4

152

46

27

lnternational Program Committee Europe & Middle East PC lnternational Program Committee lnternational Program Committee lnternational Program Committee lnternational programme committee lnternational Program Committee lnternational Organising Committee lnternational Program Committee lnternational Program Committee lnternational Program Committee PC Members from Europe lnternational Program Committee lnternational Program Committee lnternational Program Committee lnternational Program Committee lnternational Program Committee lnternational Program Committee Europa & Africa Committee Europa & Africa Committee lnternational Program Committee lnternational Program Committee

S

Los investigadores espaoles han participado en los comits IPC de los congresos de robtica en un porcentaje muy superior a peso nuestro peso en la economa mundial. Son muy raras las ediciones de congresos de robtica sm presencia de investigadores espaoles como miembros de los comits IPC.

5.3.2.4 Ponencias de investigadores espaoles en congresos internaciones

Tambin se ha analizado la participacin espaola en ponencias en congresos internacionales, teniendo en cuenta las actas de congresos registrados en la categora de robtica del Web ISI. La Tabla 5.8 muestra la participacin en las ltimas ediciones registradas en el Web del ISI de los congresos ICRA e IROS (a fecha de febrero 2011),en comparacin con participantes de otras nacionalidades. De media la participacin espaola representa el 3,44% del total de participantes.

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LIBRO DE LA ROBTICATabla 5.8:Distribucin por pases de artculos en los congresos internacionales de robtica mas importantes (ICRA e IROS).

japn Reino Unido Alemania

Francia ltaHa EspaaResto

25 4022

Total

27 208 673

47 30 236 803

15 50 36 19 16 188 653

128 8 68 48 27 23 215 712

19 27 22 17 215 683

224 21 71 71 22 32 398 971

168 8 62 49 18 17 190 690

24 22 193 662

5.3.2.5 Congresos internacionales organizados en Espaa

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Durante los ltimos aos se han celebrado importantes congresos internacionales de robtica en Espaa. Dentro de estos congresos cabe destacar el XV Congreso Mundial de la IFAC (lnternational Federation of Automatic Control), celebrado en Barcelona en julio de 2002,con un total de 1.784 artculos presentados. La pa1ticipacin fue muy alta, del orden de 1.900 personas. Este congreso se celebra cada tres aos. Se organizaron varias sesiones relacionas con la robtica. Tambin es importante resaltar el IEEE lnternational Conference on Robotics and Automation (ICRA 2005), celebrado en Barcelona en Abril de 2005, con un total de 771 artculos presentados. Cabe destacar la alta participacin registrada con 1.181 asistentes. Otro congreso importante es el 7 0th lnternational Symposium on Robotics and Applications (ISORA). Este congreso se celebr en el marco del World Automation Congress (WAC) organizado en Sevilla en Julio de 2004, con un total de 420 artculos presentados. En junio de 201O la conferencia Robotics: Science and Systems (RSS), de significativa relevancia cientfica, se celebr en Zaragoza con 315 asistentes y 40 ponencias. Destacar tambin la conferencia IEEE lnternational Conference on Mechatronics (ICM'09) celebrada en Mlaga en abril de 2009. Esta conferencia reunin a 154 investigadores de 26 pases que presentaron un total de 135 comunicaciones en 24 sesiones. Asimismo, se ha organizado el 7th lnternational Conference on Climbing and Walking Robots (CLAWAR 2004), celebrado en Madrid en Septiembre de 2004, con 118 artculos presentados. En Mayo de 2009 tuvo lugar en Mlaga el Workshop on Robotic Autonomous Observatories. Tuvo 84 asistentes y se presentaron un total de 51 comunicaciones. La conferencia 6th IFAC Conference on Manoeuvring and Control of Marine Craft (MCMC'03), celebrada en Girona en Septiembre de 2003,reuni a 80 asistentes que presentaron 60 a1tculos. En campos muy relacionados con la robtica cabe destacar otros congresos como Conference on lnformatics in Control, Automation and Robotics (ICINCO)

LA 1+0+1 EN LA ROBTICAllevado a cabo en Barcelona en Septiembre 2005, con un total de 234 artculos presentados. En Septiembre de 2009 se celebr en Mallorca el congreso IEEE lnternational Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA'2009), que tuvo 352 asistentes y 242 comunicaciones. En Mayo de 2007 se organizaron en Alicante el congreso lntelligent Manufacturing Systems (IMS'07) con 53 asistentes y 41 artculos y ei!FAC lnternational Workshops, lntelligent Assembly and Disassembly (IAD'07), con 19 asistentes y 16 artculos.

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5.3.3 El peso de la I+D+i en robtica de la industria espaola en el contexto internacional A continuacin, se describir el estado de la investigacin y desarrollo en robtica en las industrias espaolas. Para ello se mostrar el estado del mercado de los robots industriales, para luego estudiar de dnde provienen, dnde se desarrollan y a qu se dedican las empresas espaolas especficamente. De acuerdo a los datos recogidos en el informe UNECE/IFR World Robotics 2009, en los ltimos aos la instalacin de robots en Espaa ha crecido a buen ritmo teniendo en cuenta la deslocalizacin industrial global. Pese a las crisis industriales, el crecimiento del parque de robots instalado y el comportamiento de las compras anuales han sido favorables. En el ao 2008,se estaba cerca de los 29.000 robots industriales instalados. Despus de un periodo de enfriamiento de las compras hasta el ao 2003, en los ltimos aos,estas repuntaron hasta situarse en 2.300 nuevas instalaciones anuales. Pese a estas cifras positivas, que indican un crecimiento en la lnea o incluso superior a los obtenidos en otros pases industrializados (exclyanse India y China),cabe preguntarse dnde se fabrican estos robots.Casi el 70% de los robots instalados en Espaa proviene de la Unin Europea, mientras que un 20% proviene de japn. Si se comparan estos datos con los de los productores mundiales de robots, se observa que en Espaa est muy potenciada la compra de robots de fabricantes de la UE por las relaciones de la industria del automvil y empresas auxiliares, que son las mayores destinatarias de los robots industriales. De acuerdo al citado informe,no hay ninguna compaa espaola que fabrique o disee robots,por el momento, slo algunas universidades han creado vnculos con empresas para la fabricacin de robots a partir de la investigacin realizada en las mismas. El peso en el mercado de esta incipiente produccin es todava insignificante. A continuacin, cabe preguntarse si alguna de las multinacionales que fabrican robots industriales dispone de Departamentos de I+D+i en sus filiales espaolas. La respuesta vuelve a ser negativa: de las 1O primeras empresas del mercado, slo 2 disponen de un Departamento de I+D+i en Espaa, las otras se dedican principalmente a almacenaje, distribucin, instalacin y venta de robots producidos y diseados en el extranjero. As pues, se puede concluir que

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LIBRO DE LA ROBTICAlas empresas multinacionales de robtica presentes en Espaa no se dedican directamente a I+D+i, que se realiza normalmente en sus pases de origen, limitndose la actuacin en Espaa solamente a desarrollos puntuales para aplicaciones concretas. Si se amplia el elenco a las empresas espaolas del sector de la robtica o que utilizan robots (como es el caso de la industria del automvil o ingeniera de automatizacin ), se observa que casi un 10% de las mismas d ispone de un Departamento de I+D. Evidentemente, este dato tambin demuestra que el sector privado dispone de pocos recursos o posibilidad para realizar investigacin y el desarrollo de robots. Si el anlisis se extiende a la totalidad de empresas del sector, de 84 empresas encuestadas (ver listado de la Figura 5.11 ), slo dos se dedican nicamente a la I+D+i, y slo 7 tienen la I+D+i entre sus actividades pr i ncipales. De acuerdo a los datos de la Figura 5.1O, las actividades de casi el 45% de las empresas registradas en el sector de la robtica se dedican a realizar ingeniera de instalaciones llave en mano. Un 25% se dedica a la instalacin y suministro de robots fabricados en el extranjero. Adems, solamente un 5% fabrica partes de robots en Espaa para sus empresas matrices europeas. No obstante, es destacable la actividad en I+D+i del 22% de empresas, dedicadas a la fabricacin y desa r rollo de componentes para robots y del 3% de empresas, basadas en capital riesgo, cuya actividad prioritaria es la I+D+i en robtica.

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Figura 5.1O: Principales actividades de las empresas del sector de robtica en Espaa.

LA 1+0+1 EN LA ROBTICA Como conclusin a estos anlisis, se puede decir que apa1te de alguna empresa con dedicacin plena a la investigacin, la I +D+i slo est potenciada en las empresas del sector de componentes para robots: motores, engranajes, correas y codificadores. En estos casos, las empresas son competitivas a nivel internacional, ofreciendo productos de a l ta calidad o muy especializados. Hay que destacar que no existen en Espaa fbricas para la produccin en ser ie de robots industriales, as que no hay inversin en este sector. Los principales usuarios de robots son las empresas del sector automovilstico y los productores de componentes para el automvil. En algunas de estas empresas hay departamentos propios de I+D+i que reali zan las optimizaciones en sus lneas de produccin y deciden la adquisicin de los robots necesarios, m ientras que otras subcontratan los servicios de las empresas de ingenier a del sector de la robtica, mencionadas anteriormente. Final mente se van a mostrar los datos de empleados de las empresas analizadas; se han destacado los datos de empleados totales de las empresas espaolas que incluyen los de las filiales de las multinacionales. Se muestra tambin el nmero total de empleados de stas ltimas, en escal a l ogartmica.

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ABB, Abgam, Agrobot, Alsoy Robotics, Alava Ingenieros, Anatronic, Apteca, Aquiles, Bando, Cadia Ingeniera, Deimos, Digita2, Doga, Drop Ingeniera, Ebotlution Systems, Elmeq, Embention, Eurotherm, Fanuc, Gaindu, Gamelsa, Gestamp, Gmv, Gtd, Herrekor, l beracero, I berobotics, ldasa, ldc Tecnologa, Idom, l karus Tech, l mi Norgren, lndra, I ndustrias Lan-bi, lngemat, Ingenia, I n-Ma-Pa, l nser Robtica, ln tertronic, lsdefe, ltega Orense, l tekna, Koniker, Kuka, Leue, LincolnKd, Maclysa, Maxon, m-BOT Solutions, Megacal, Menasa 1 Motoman, Palma Tools, Pedro Estelles Blay, Peasanta, Proinza1Promaut, Quark Robotics, Ribine1f, Risoluta, Robtica y Mecanizados, Robotnik, Saind1 Sanjacs, Selekron, Sener,

LIBRO DE LA ROBTICASeven Solutions, Siemens, Smarlogy, Stauli, Sti, Tecnalia,Tecnatom,Tecnopower Thecorpora, TMS Aritex Cading, TodoMicroStamp, Treelogic,Trimtecnia, Vizdn, Watna Systems,Wittmann, Yaskawa Ibrica (fuente Hisparob)Figura 5.11: Empresas de robtica analizadas segn nmero de empleados: la numeracr on corresponde a la lista alfabtica adjunta de empresas (Fuente HispaRob)

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5.4 Relacin con otras reasLa robtica es una disciplina transversal que necesita de otras reas de investigacin: automtica, mecnica, electricidad, electrnica e informtica. La I+D+i en robtica tiene estrechos lazos con la investigacin en otros campos, especialmente con la automtica, en la que interactan en las instalaciones industriales, la visin por ordenador que muchas veces se integra como sensor para robtica, y otras reas especficas de estudio de sensores, redes de comunicaciones,etc.Automtica: La automtica y la robtica tienen una ntima relacin desde el punto de vista de que un robot es una mquina automtica. As la robtica estudia en relacin a la automtica entre otros los siguientes aspectos: Sistemas de control de lazo cerrado para el control de movimiento Generacin de trayectorias Planificacin de movimientos Actuadores en sus diferentes ver1ientes: neumtica, hidrulica y elctrica Electrnica: Al igual que la automtica, la electrnica juega un papel

fundamental en el diseo de los sistemas de control de los robots.La generalizacin

LA 1+0+1 EN LA ROBTICAdel empleo de los motores elctricos en los robots hace que sea necesario utilizar servoamplificadores, servomotores y sistemas de alimentacin. Al mismo tiempo, el diseo de nuevos sensores, transductores, y sistemas computacionales hace que sea preciso el diseo de sistemas electrnicos, tanto analgicos como digitales, con mayores capacidades de integracin y procesamiento.

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Informtica: La utilizacin de los computadores en el diseo de los sistemas de control del robot hace que la informtica sea una de las disciplinas claves en el campo de la robtica. El diseo de sistemas de control jerarquizado, generacin de trayectorias,planificacin, integracin sensorial, nuevas interfaces avanzadas, etc. hace que sea preciso disear programas que integren muchos componentes por lo que es preciso utilizar tcnicas de ingeniera del software, como la utilizacin de marcos de componentes, arquitecturas de referencia,desarrollo de software basado en mtodos formales o semi-formales, etc., con el objeto de conseguir diseos del software de control que sean reutilizables, escalables, fcilmente mantenibles, robustos y seguros. La integracin de los robots en los sistemas de fabricacin ha promovido el desarrollo de nuevos sistemas de redes de comunicaciones. Por otra parte, la programacin con restricciones temporales ha hecho que emerjan nuevas disciplinas corno los sistemas tiempo real. Sensores y sistemas de percepcin: La aplicacin de la robtica en entornos cada vez menos estructurados hace que sea preciso utilizar sensores con mayor capacidad de procesamiento. La miniaturizacin, consumo energtico, precisin, repetibilidad y auto-calibracin son puntos clave en la investigacin de sensores para robtica. Por otro lado, las necesidades de comunicacin entre hombre y robots ha promovido el surgimiento de interfaces multimodales. Sistemas de percepcin basados en cmaras monoculares o estreo, sistemas lser, mtodos deteccin, seguimiento de objetos, mtodos de auto-localizacin y generacin de mapas, entre otros son demandados por un creciente nmero de aplicaciones robticas. Mecnica: Estudia la estructura mecnica articulada del robot en sus dos vertientes cinemtica y dinmica. La cinemtica estudia el movimiento de los diferentes elementos del robot con respecto a un sistema de referencia. La dinmica estudia el efecto de las fuerzas sobre el robot debidas a las distribuciones de masa e inercias. Si bien el desarrollo de los sistemas de control de muchos robots no contempla su estudio dinmico,la necesidad de obtener robots cada vez ms rpidos y de estructura ms flexible hace que sea cada vez ms necesario un estudio profundo de la dinmica del robot.

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Inteligencia artificial: El desarrollo de robots flexibles capaces de operar en entornos cambiantes y que,adems,sean capaces de responder a nuevas situaciones con gran flexibilidad y que dispongan de interfaces de comunicacin avanzadas, como sistemas de reconocimiento de voz y reconocimiento visual, hace que nuevas

LIBRO DE LA ROBTICAdisciplinas como la inteligencia a1tificial se utilicen en el rea de la robtica. Las necesidades de desarrollo dentro del campo de la robtica han forzado al modelado de tcnicas para la resolucin de problemas complejos de control y planificacin, que no hubiesen sido posibles de llevar a cabo sin la ayuda de la inteligencia artificial. As , entre las ramas de inteligencia a1tificial que se estn aplicando a la robtica, cabe destacar: lgica borrosa, redes neuronales, algoritmos genticos, teora del aprendizaje, sistemas expe1tos y el razonamiento aproximado.

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Ciencias cognitivas: Las ciencias cognitivas buscan explicacin a los procesos del cerebro, la percepcin, la fisiologa del movimiento, el pensamiento y la memoria. Las investigaciones de las funciones del sistema nervioso desde las formas sub-moleculares hasta los niveles ms complejos estudian la habilidad para sentir,pensar y actuar autnomamente. La robtica aborda los mismos objetivos, con el propsito de construir mquinas capaces de poder actuar igual o mejor que los organismos autnomos. As se configura una nueva forma de conocimiento con parte que pertenece a la biologa y otra al automatismo electrnico. Esta nueva forma establece nuevas ideas que pueden servir para desarrollar ambas disciplinas, todo ello con el propsito de emular el comportamiento de los seres vivos y crear entes cibernticos. Ciencia de los materiales: El desarrollo de robots ms rpidos y flexibles obliga a realizar diseos con materiales ms ligeros y resistentes. En otros casos, el desarrollo de robots que estn en contacto con el hombre, robots quirrgicos, prtesis robotizadas,etc.obliga a aplicar nuevos materiales biocompatibles. Para dotar de mayor autonoma a los robots, se investiga en nuevas tcnicas y materiales para el diseo de sistemas de alimentacin:bateras,clulas de combustible, etc.Sin embargo, cada da aparecen nuevas ciencias que juegan un papel esencial en el campo de la robtica, como la nanotecnologa que en un futuro permitir el desarrollo de nanorobots capaces de manipular molculas o estructuras atmicas y que sern capaces de reparar lesiones y curar enfermedades.

5.5 TendenciasDel anlisis mostrado en este captulo, se desprende que la mayor contribucin en I+D+i en el campo de la robtica se produce en Estados Unidos y Japn. Si bien se observa que el peso de la robtica en Espaa, en cuanto a difusin y produccin cientfica, es equiparable a otros pases europeos de su entorno como Francia y Alemania. La mayora de la investigacin espaola en robtica se desarrolla en las universidades, el CSIC y los centros tecnolgicos. Sin embargo, esa investigacin todava no se ha materializado en la produccin y diseo de robots por parte de las empresas radicadas en nuestro pas.

LA 1+0+1 EN LA ROBTICAComo se ha mencionado anteriormente,en el mbito industrial, la robtica es una tecnologa madura y consolidada. La I+D+i en este mbito ha sido realizada por unas pocas compaas multinacionales, y en sus pases de origen, que han copado el mercado gracias al desarrollo de robots que operan en entornos industriales muy estructurados, sin grandes requisitos sensoriales y que pueden ser configurados para mltiples aplicaciones. En los ltimos aos la investigacin en robtica se ha centrado, sobre todo, en robots trabajando en entornos poco estructurados precisando gran capacidad e integracin de procesamiento sensorial, caracterstica de lo que se ha denominado robtica de servicio.Los robots de servicio estn ahora en una fase inicial en cuanto a su desarrollo y expansin comercial, y es previsible que en los prximos aos se produzca un crecimiento exponencial de estos robots. Como ejemplo, los robots limpiadores de fachadas han sido uno de los primeros que han pasado del mbito de la investigacin a la distribucin comercial con varios modelos en el mercado en los ltimos aos. Adems,la gran diversidad de aplicaciones de la robtica de servicio har que la fabricacin y distribucin de estos robots no est copada por unas pocas compaas,como ha ocurrido con los robots industriales,sino por una gran diversidad de empresas incluidas las pequeas y medianas empresas o spin-off creadas al amparo de universidades y centros de investigacin. Otro aspecto importante a considerar es la necesidad de impulsar nuevas normativas (de seguridad, de funcionamiento, de interaccin) que permitan homologar los nuevos desarrollos robticas. De la misma forma, sera de gran importancia la introduccin de mtricas comparativas para sistemas robticas ("benchrnarking") tanto a nivel mundial corno europeo. En este sentido, en la red EURON se ha creado hace unos aos un comit especial con importante participacin espaola. Estos dos ternas deberan ser prioritarios si querernos que la investigacin salga de los laboratorios y se materialice en productos y empresas. En este sentido, indicar que con este fin en la red de excelencia Cooperating Objects, financiada por el 7 Programa Marco de la Unin Europea, se ha desarrollado un Testbed de robots mviles y redes inalmbricas de sensores WSN que est albergado en la Universidad de Sevilla (http://conet.us.es).

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TRANSFERENCIA, PROPIEDAD INTELECTUAL Y SPIN-OFF EN ROBTICAEn los captulos anteriores se han analizado diferentes aspectos de la robtica, y entre ellos su impacto socioeconmico en el sector productivo como mecanismo para elevar la productividad y calidad de los productos. Pese a que este factor es de una impo1tancia extraordinaria no es la nica forma en la que la investigacin en el campo de la robtica revierte en el sistema ciencia-innovacin-produccin. La introduccin de la robtica en los procesos productivos afecta fundamentalmente al sistema de produccin y a la organizacin del proceso productivo en s mismo. En el captulo anterior se analiz la situacin de la I+D+i en robtica en Espaa dentro del contexto internacional. En este captulo nos centramos de forma especfica en el proceso de innovacin y transferencia al sector productivo, quizs el que ha sido sealado por numerosos anlisis como eslabn ms frgil del sistema Espaol de ciencia-innovacin-produccin.A continuacin se analizan las patentes, contratos de transferencia y spin-off generados por los grupos de robtica espaoles. Como se ha destacado en captulos anteriores la robtica ha transcendido del mbito industrial y se encuentra en un proceso de incorporacin a otros sectores como el de servicios, lo que ha potenciado la aparicin de nuevas lneas de investigacin y nuevas oportunidades de transferencia de tecnologa al sector productivo.

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6 6.1. La innovacinEl efecto de una investigacin de calidad durante un cierto campo se puede medir y valorar en una primera instancia por su productividad cientfica. Pero desde el punto de vista econmico y de retorno de la inversin realizada debe de considerarse adems cul es el impacto que la investigacin origina en la capacidad de innovar o adaptar los avances para conseguir mejorar la posicin competitiva de nuestras empresas a escala mundial. Mediante el estudio de la cadena de la innovacin, pueden identificarse indicadores intermedios que pueden ayudar a estimar la eficiencia de la innovacin. En la Figura 6.1 se muestra un modelo de la cadena de innovacin que detalla el paso de la creacin de conocimientos cientficos (a la izquierda del esquema), primero a tecnologas (en el centro del esquema) y por ltimo a innovaciones en el mercado (a la derecha del esquema). El bucle de la ciencia se fundamenta en la generacin de conocimientos que se identifican como resultados de la investigacin tanto en el mbito cientfico como en el tecnolgico. En el primer tipo de estos, los resultados se encaminan hacia la innovacin cientfica mediante un proceso de difusin en revistas especializadas, congresos o seminarios, de tal manera que, cuando estos logros se absorben por la comunidad cientfica para producir nuevos conceptos o mtodos que generen conocimiento, se habla de desarrollo cientfico. Los indicadores clsicos para

LIBRO DE LA ROBTICAmedir su comportamiento se basa en los estudios bibliogrficos de publicaciones en revistas de impacto o el uso de ndices de citaciones como el ndice H o el ndice G. Por otro lado, los resultados de la investigacin ms aplicados se convierten en tecnologas mediante un proceso de transferencia del conocimiento. Se trata de pasar del lenguaje cientfico al empresarial y para ello se utilizan herramientas como la investigacin colaborativa (en forma de contratos o proyectos de desarrollo),servicios concretos a la empresa o mediante licencias de la propiedad industrial o intelectual. La creacin de empresas basadas en spin-off universitarias tambin resulta otra manera de transferencia de conocimiento que permite poner en valor resultados de la investigacin que por cuestiones econmicas o un alto riesgo de produccin, no resultan del inters empresarial. Este tipo de iniciativas permite que lleguen a la sociedad productos o servicios innovadores que de otra quedaran relegados a los laboratorios.En este caso,el uso de ndices relacionados con los acuerdos de colaboracin entre universidades o empresas, nmero de licencias o nmero de spin-off creadas, se utilizan para estimar cuanta ciencia se ha convertido en tecnologa.Figura 6.1: Modelo de la cadena de la innovacin.

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La innovacin se produce cuando la tecnologa se introduce en el mercado y, como consecuencia,la empresa obtiene un retorno econmico.En los indicadores utilizados para medirla entraran cuestiones como el ndice de ventas,el flujo de caja o los beneficios sobre las ventas de un determinado producto. Estimar de la

TRANSFERENCIA, PROPIEDAD INTELECTUAL Y SPIN-OFF EN ROBTICAeficiencia de la innovacin resulta complicado,debido al nmero y heterogeneidad de agentes y circunstancias que entraran a formar pa1te de su clculo. En la Figura 6.1 tambin aparece una relacin entre la ciencia y la innovacin en forma de formacin y divulgacin cientfica. En efecto, la formacin llevar a un mercado ms exigente que requerir nuevas demandas al tejido empresarial. Esta cuestin probablemente tambin repercutir en los ndices de transferencia del conocimiento, pero resultan complicados de medir. Asimismo, habra que tener en cuenta el esfuerzo de la administracin en el apoyo a la investigacin de base, la aplicada y la estratgica, as como a los proyectos de desarrollo y la innovacin empresarial. La estimacin de un indicador de eficiencia en la innovacin resulta complicada,por los mltiples factores tanto endgenos como exgenos a las propias actividades en educacin o investigacin que entran en juego para que el fruto de stas d lugar a un retorno econmico o social. Para ello, el European lnnovation Scoreboard (EIS) ha creado el f/5 composite ndex como medida de la eficiencia en la innovacin y que representa un ratio que considera entradas (educacin, inversin en innovacin, actividades de innovacin a nivel de empresa, etc.) y salidas (volumen de negocios debido a nuevos productos, empleo en sectores de alta tecnologa, patentes, marcas registradas, diseos, etc. ) y que suministra una medida simple de la innovacin en un pas. La eficiencia es un concepto impmtante en muy diversos campos,en particular en la robtica. En general, la inversin en innovacin no suele ser lo que se desea obtene1 sino los resultados econmicamente significativos derivados de la misma (o salidas del proceso de innovacin). Podra decirse que lo que es importante es el modo en el que el proceso de innovacin repercute en la productividad de la economa de un pas. La eficiencia en la innovacin es mejor cuando para las mismas entradas, o en nuestro caso, cuando para la misma financiacin de actividades de investigacin se consigue un mayor nivel de salidas en el proceso de innovacin.

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6.1.1. La innovacin en los pases desarrollados La Figura 6.2 muestra el valor del ndice EIB en el ao 2009 de los pases EU27. Dinamarca, Finlandia, Alemania, Suecia y el Reino Unido son los pases lderes en innovacin en Europa. Espaa se encuentra entre los pases con innovacin moderada,inferior a la media europea.

LIBRO DE LA ROBTICAFi gura 6. 2: Valores de ndice EIB en 2009 de los pases EU27 (fuente: EUROPEAN INNOVATION SCOREBOARD 2009).

6A nivel internacional,atendiendo a su eficiencia en el proceso de innovacin, podemos distinguir cuatro situaciones: 1. Los pases lderes en innovacin (Suecia, Dinamarca, Finlandia, Alemania,Israel, Japn, Suiza, Reino Unido y Estados Unidos) tienen por lo general un nivel de eficiencia alto en la transformacin de las entradas de financiacin a la investigacin en aplicaciones. Algunos de estos pases como es el caso de Alemania y Suiza muestran una alta eficiencia en la generacin de propiedad intelectual (patentes, software,etc.). 2. Un segundo grupo de pases lo forman aquellos con tasas altas de innovacin (Austria, Blgica, Canad, Francia, Islandia, Irlanda, Luxemburgo y Holanda) quepresentan valores deeficiencia innovadora por encima de la media, algunos de ellos con buena capacidad para conve1tir en aplicaciones la financiacin a la investigacin (Blgica y Luxemburgo, por ejemplo) y otros con buenos valores de generacin de propiedad intelectual (Holanda por ejemplo). 3. Un tercer grupo lo forman los pases con tasas moderadas de innovacin (Australia, Espaa, Italia, Chipre, Chequia, Estonia, Noruega y Eslovenia) que tienen un rango muy variable de situaciones. Algunos pases como Australia y Espaa muestran eficiencias algo mejores que la media en Propiedad Intelectual y otros como Chequia en el desarrollo de aplicaciones. Otros combinan valores promedio en aplicaciones y propiedad intelectual.

TRANSFERENCIA, PROPIEDAD INTELECTUAL Y SPIN-OFF EN ROBTICA4. Un cuarto grupo estara formado por los pases que buscan alcanzar una mejor situacin competitiva en innovacin (Bulgaria, Croacia, Grecia, Hungra, Letonia, Lituania, Polonia, P01tugal, Rumania, y Eslovaquia) y que muestran situaciones con fue1tes diferencias en las eficiencias de transformacin de las entradas al proceso innovador en aplicaciones. Salvo en el caso de Po1tugal, la mayora de estos pases muestran indicadores por debajo de los promedios en la creacin de propiedad intelectual.

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Un aspecto, sealado por el EIS, que se produce en los pases con baja eficiencia en la innovacin es que el incremento en las entradas de financiacin de algunos de los aspectos ligados al proceso ciencia-innovacin-produccin no siempre ofrecen como resultado un incremento proporcional en las salidas esperadas (innovacin, nuevos productos, nuevos mercados, etc.). Por tanto, es posible que en los pases en esta situacin sea ms efectivo desde el punto de vista de la innovacin la focalizacin en nuevas polticas que den soporte a las empresas para generar nuevas aplicaciones y patentes, y en general para desarrollar nuevas empresas. En los pases con alta eficiencia en el proceso de innovacin, las polticas de potenciacin de la innovacin pueden ser diferentes y podra ser ms productivo el aumento de las entradas financieras utilizadas en el proceso de innovacin. En los siguientes captulos se analiza el estado de la innovacin en robtica en Espaa. En particular se detallan: Patentes y propiedad intelectual. Proyectos de transferencia de tecnologa. Generacin de spin-off.

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6.2. Patentes y propiedad intelectualLas patentes de invencin constituyen un documento que permite el estudio de la I+D+i ya que plasman en un documento un resultado de la investigacin en forma de tecnologa. Se ha convertido en una de las principales fuentes para el estudio de la transferencia de conocimiento debido a que poseen una alta normalizacin, proporcionan una gran cantidad de informacin tecnolgica actualizada y clasificada por sectores, y resultan fcilmente accesibles al estar recogidas en un gran nmero de bases de datos disponibles a travs de Internet. Por otro lado, su calidad se mide por el informe del estado de la tcnica que lleva asociado y con la modalidad de examen previo se asegura que la invencin contenida en el documento posee los niveles requeridos de novedad y de actividad inventiva. Sin embargo, este tipo de produccin de documentos tecnolgicos no resulta muy popular entre los investigadores ya que no se evala como una contribucin

LIBRO DE LA ROBTICAde impacto en los currcula, por lo que muchas veces se prioriza la publicacin antes que la patente. Por otro lado, los problemas asociados a las licencias de patentes tambin resulta un obstculo para el investigador, ya que estas se producen en la mayora de las veces de forma independiente a los requerimientos empresariales, y las empresas perciben un alto riesgo econmico en la puesta en marcha e introduccin de la invencin en el mercado.Todo esto se ve aderezado con los conocimientos sobre la gestin de los Derechos de Propiedad Intelectual e Industrial o sobre negociacin de contratos que resultan indispensables en todo procedimiento de licenciamiento.Todos estos factores repercuten en que no se convietten en tecnologa o en innovacin todos los resultados aplicados que se generan a partir de la actividad investigadora.Con lo cual un ndice fundamentado exclusivamente en el nmero de patentes de invencin generadas desde el mbito de la investigacin debe tener en cuenta las circunstancias y limitaciones antes comentadas.

6.2.1. Las patentes de robticaLa metodologa utilizada para la realizacin del estudio sobre las patentes en robtica que se presenta en este Captulo se ha fundamentado en el uso de la lista de todas las instituciones miembro del Grupo Temtico de Robtica del Comit Espaol de Automtica GTRob. De este modo, se han extrado de la base de datos esp@cenet (http://www.espacenet.com), accesible desde el portal web de la Oficina Espaola de Patentes y Marcas (OEPM) (http://www. oepm.es/), todas las patentes generadas por las instituciones en las que estas son titulares. Posteriormente, un grupo de expertos en la materia han identificado las patentes relacionas con la robtica y las han clasificado segn las temticas elaboradas por la Plataforma Espaola de Robtica, HispaRob (http://www. hisparob.es). La seleccin de esta clasificacin ha sido motivada por constituir una manera,consensuada entre los investigadores y empresas espaolas, de catalogar las aplicaciones actuales de la robtica en un momento que su expansin hace que los robots no se restrinjan a ambientes industriales. Por otro lado, el cdigo de Clasificacin Internacional de Patentes (CIP), establecido en Estrasburgo en 1971, resulta inadecuado debido a su complejidad: divide la tecnologa en ocho secciones, con unas 70.000 subdivisiones. En este sentido, se encuentra orientado a la catalogacin de un gran nmero de patentes y de muy diversa ndole,cuestiones que no encajan con la naturaleza del presente estudio. El alcance del estudio presentado se encuadra dentro de las patentes que se encuentran publicadas en la actualidad. No se han incluido aquellas en trmite, an cuando algunas de ellas ya hayan sido trasferidas a la industria, o que la titularidad no reside en alguna de las instituciones pertenecientes al Grupo Temtico de Robtica.

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TRANSFERENCIA, PROPIEDAD INTELECTUAL Y SPIN-OFF EN ROBTICAAsimismo, al tomarse como base los miembros de este grupo temtico, no aparecern tecnologas relacionas con la robtica como estrategias de control, tiempo real o visin por computador. Hasta 2009 se han localizado en la base de datos esp@cenet un total de setenta y seis patentes de invencin en las que aparece como titular una institucin perteneciente al Grupo Temtico de Robtica. De ellas,veinticinco se encontraban relacionadas de forma directa con la robtica y once de forma colateral. En las siguientes tablas se detallan las patentes de invencin clasificadas por cada uno de los sectores y campos de aplicacin segn HispaRob.

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Tabla 6.1:Nmero de patentes espaolas en robtica de servicios profesionales.Cim.ap ica Inspeccin y mantenimiento de instalaciones. Se considera al robot como una mquina Numero patentes 2

que puede ser mvil, dotada de brazos y con la posibilidad de tele-operacin. En concreto, s.e encuentra diseado para moverse en entornos peligrosos, y con respecto a la movilidad puede ser rodante, deslizante e incluso para ntomos submarinos. guiados 'tanto por sensores a bordo del vehculo (cmaras, snares, etc.) como por GPS.Asistente a operarios. Empleo del robot o los dispositivos de tipo robtico que se desa-

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rrollen para adaptar el puesto de trabajo o la tarea a las exigencias ergonmicas de seguridad laboral. Asimismo, considera dispositivos que mejoren el rendimiento del operario, elim i nando o mitigando los esfuerzos que hay que realizar en la tarea. El concepto de robot tendra la forma de brazo manipulador o exoesqueleto. Agropecuaria, pesca y agricultura. Se refiere a la robotizacin de mquinas agrcolas habituales para que realicen sus tareas de forma autnoma. Asimismo, se contempla el esquilado, el ordeo y el sacrificio y