Una mirada a la automatización de Tesla Gigafactory

El pasado viernes Elon Musk presidió la inauguración de su Gigafactory; con la pretensión de convertirse en la mayor y más avanzada fábrica jamás construida; y el líder global en la fabricación de baterías para vehículos eléctricos.

Para alcanzar sus objetivos de producción, para la nueva Gigafactory se tiene previsto emplear unas 10.000 personas cuando la planta alcance su plena capacidad y una importante automatización de procesos productivos, que alcanza principalmente al movimiento de materiales entre estaciones de trabajo.

tesla-gigafactory-robot-10Los robots empleados para estos movimientos pueden navegar libremente y de manera segura por la fábrica, a través de la utilización de un mapa digital que evita golpear personas y obstáculos, al detectarlos con sus sensores. Un modelo en particular es el robot Adept Lynx, diseñado para el movimiento de materiales en entorno difíciles por los espacios disponibles y la presencia de personas. Este robot es fabricado por Omron Adept Technologies, el mayor fabricante estadounidense de robots industriales.

Ver vídeo de demostración del modelo Adepto Lynx:

A diferencia de los vehículos tradicionales de guiado automático (AGV, por sus siglas en inglés), este robot no requiere ninguna modificación de instalaciones, tales como imanes de piso o balizas de navegación; lo cual permite ahorros de hasta un 15% en los costos de implementación. El modelo incluye software y controles que le permiten navegar de forma inteligente alrededor de la gente y los obstáculos no previstos, además se pueden programar y personalizar para una variedad de aplicaciones y cargas útiles. Puede gestionar hasta 19 horas de trabajo y programar sus operaciones de auto-carga, pudiendo manejar hasta 60 kg.

hbo-gigafactory-1Los vehículos de guiado automático (AGV), también se utilizan en buena cantidad para trasladar módulos de baterías por ejemplo, mientras reproducen el tema musical de la película Indiana Jones.

Ver vídeo demostración

tesla-gigafactory-robot-11Los brazos robóticos son de Fanuc, como el modelo M-900iB que puede manejar una carga útil de hasta 700 Kg y otros modelos que pueden trabajar hasta 360 kg.

Ver vídeo demostración Fanuc modelo M-900iB

Google, Hawking y los robots autodidactas

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El pasado año, Stephen Hawking expresaba en una conferencia desarrolla en Londres (Zeitgeist-2015): “Las computadoras rebasaran la inteligencia humana en los próximos 100 años. Cuando eso ocurra, necesitamos asegurarnos de que las metas de las máquinas estén alineadas con las nuestras.

A ese respecto Hawking recalcó que en vez de preocuparnos por quién controla la Inteligencia Artificial (IA), deberíamos determinar si esta puede ser controlada; ya que “el desarrollo de la inteligencia artificial completa podría significar el fin de la raza humana”, dijo Hawking.

La solución posible según el físico británico, pasa por quienes tienen el desarrollo de la tecnología, coordinen cuidadosamente sus acciones para asegurar que los avances de la IA se mantenga dentro de nuestro control: “Nuestro futuro es una carrera entre el creciente poder de la tecnología y la sabiduría con la que usamos”, dijo.

También en un documento elaborado por el Future of Life Institute (FLI), una organización de beneficencia y de divulgación que trabaja para asegurar que las tecnologías del mañana sean beneficiosas para la humanidad, conformada por personalidades destacadas en distintos ámbitos; un grupo de científicos y empresarios, entre ellos Elon Musk y Stephen Hawking, firmaron una carta abierta en la que se comprometen a garantizar que la investigación en IA sea beneficiosa para la humanidad.

En esa carta se afirma que en el corto plazo la inteligencia artificial podría dejar a millones de personas sin trabajo; y a largo plazo; podría tener el potencial de desempeñarse como una distopía, en la que una inteligencia superior a los seres humanos, comenzaría a actuar en su contra.

Para Elon Musk, el fundador de SpaceX y Tesla; la inteligencia artificial es una amenaza que incluso podría ser más peligrosa que las propias armas nucleares; describiendo el desarrollo de las máquinas autónomas, como una manera de “invocar al demonio”.

Pero un punto de vista distinto lo expresó el profesor de la Universidad de Kent, Mark Bishop; quien aseguró que la inteligencia artificial debería preocupar a la humanidad, pero por razones opuestas a las que indicó el profesor Hawking. Bishop sostiene su punto de vista al considerar que los objetos de inteligencia artificial carecen de capacidades humanas fundamentales, como la comprensión y la conciencia; y que es precisamente eso lo que evitará que se hagan realidad los pronósticos de Hawking; aunque si cree que la inteligencia artificial puede poner en peligro a la humanidad aun sin llegar a superarnos en inteligencia, al señalar: “Me preocupa que los sistemas de armas robotizados se desplieguen militarmente sin haber recibido órdenes humanas de hacerlo, puesto que la inteligencia artificial actual no es muy buena”.

Ahora en esta carrera hacia el futuro, entre el creciente poder de la tecnología y sabiduría de como la utilizamos como plantea Hawking; podríamos pensar que los seres humanos tenemos una cierta ventaja cuando se trata de robots que nos sustituyen, ya que como seres humanos tenemos la ventaja sobre ellos porque somos quienes los construimos y los programamos; pero parece que no es necesariamente así.

Investigadores de Google han publicado un informe en el cual muestran cómo un conjunto de brazos robóticos pueden aprender a través de ensayo y error en combinación con una red neuronal, de la misma manera que un niño aprende cómo hacer algo al verlo hacer a otras personas.

Con la idea de que los robots en el futuro sean capaces de interactuar con objetos desconocidos sin ser pre-programados, de manera de reducir la brecha entre las habilidades sensoriomotoras de ellos y los seres humanos; los investigadores de Google montaron un conjunto de 14 brazos robóticos conectados a una red neuronal artificial, omitiendo el paso de programar las funciones de cada uno, para correr este sistema de inteligencia artificial con el cual los robots aprenderían unos de otros por imitación, como tomar y manipular distintos objetos a su alrededor.

En el experimento, los investigadores hicieron que los robots recogieran objetos en cajas durante días y después de 800.000 intentos, se observó que los brazos mejoraron sus destrezas para recoger los objetos, y además; comenzaron a ajustar sus métodos de trabajo automáticamente, para adaptarse a cada tarea sin ninguna intervención externa.

Con el tiempo, los robots comenzaron a desarrollar técnicas para cada una de sus tareas e incluso comenzaron a posicionar objetos en el suelo antes de recogerlos de manera de facilitar la tarea. Todo ello, sin necesidad de programación adicional de los investigadores.

Los resultados del experimento, que se pueden observar en el video; muestran que los brazos robóticos no sólo aprendieron como operar, sino que  además mostraron avances explícitos en la ejecución de sus técnicas; por lo que debiéramos preguntarnos si realmente los seres humanos tenemos la ventaja sobre ellos o si realmente carecen de comprensión y conciencia.

Fuentes:

http://arxiv.org/pdf/1603.02199v1.pdf

Ver video:

https://youtu.be/l8zKZLqkfII

Sistema de almacenamiento de energía inteligente se adelanta a Tesla

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Sonnenbatterie GmbH es una mediana empresa alemana pionera en lo que ahora es un mercado en rápido crecimiento, el de almacenamiento de energía; en el que ha alcanzado un fuerte posicionamiento desde su creación en el año 2010, lo que le permite ahora colocar por estos días su sistema de batería para el hogar en el mercado de Estados Unidos; adelantándose en este sentido a la esperada Powerwall de Elon Musk; que comenzará a comercializarse en el próximo mes de enero.

Para atender este importante mercado en Estados Unidos, la empresa alemana fabrica sus productos en San José, California; y ha acordado ya contratos de suministro con 30 distribuidores, y según anuncia en su página web; ya ha recibido pedidos para mil de sus baterías.

La propuesta de Sonnenbatterie consiste en un sistema de almacenamiento inteligente “plug-and-play”, compuesto por una batería de iones litio, un inversor, tecnología de control y medición dentro del tablero, el cual ha sido tratado de manera de darle un aspecto distinto a la Powewall de Tesla. Además, al sistema se puede acceder a través del ordenador o un teléfono inteligente para asegurar a los propietarios un buen control del consumo de energía y los patrones de uso.

Las especificaciones técnicas publicadas por la empresa, señalan que la tecnología utilizada en la batería es Litio-Ferro-Fosfato (LiFePo4), por ser una de las tecnologías más seguras disponible, que garantiza la máxima duración y seguridad en el hogar. El inversor es muy eficiente y reduce al mínimo la disipación de energía; alcanzando un rendimiento del 96%. La potencia continua disponible con los diversos modelos, va de 1,5 a 3,0 kW; todos los cuales pueden ser rápidamente cargadas, indicándose el caso de la batería de 4 kWh, que se puede cargar aproximadamente en un tiempo de 1,5 horas. El sistema se adapta prácticamente a cualquier sistema de generación de energía, lo que le permite alcanzar máxima flexibilidad.

Cuando la betería está completamente cargada y el sistema PV sigue produciendo electricidad; la batería inteligente puede distribuir la electricidad automáticamente a los distintos aparatos eléctricos en el hogar; encendiéndolos de manera inteligente sin presencia del usuario. También puede conectar un calentador de inmersión eléctrico al sistema Sonnenbatterie y utilizar energía solar excedente para calentar el agua y ahorrar aún más los costos de energía.

La empresa asegura que el sistema fotovoltaico Sonnenbatterie, permite obtener el mayor beneficio posible del sistema PV en un hogar; pudiendo satisfacer del 70 al 80 por ciento de la electricidad necesaria con electricidad autogenerada en el transcurso de un año. Con este alto nivel de auto-consumo, se pueden reducir los costos anuales de electricidad; considerando que con las tarifas eléctricas actuales; un hogar con un consumo anual de 3.500 kWh y el 75 ciento de auto-consumo, puede ahorrar aproximadamente 750 € al año.

La incursión en el mercado estadunidense por parte de la empresa alemana, viene precedida del éxito en el mercado europeo y en especial, en el mercado doméstico alemán, en el cual se ha adaptado perfectamente al mercado hogareño, con una batería de 10.000 ciclos de vida útil, muy adecuada para la carga y descarga diaria, lo que la convierte en una buena opción para los prosumidores.

El director de Marketing y Ventas de Sonnenbaterie, Philipp Schröde; ve un enorme potencial para esta tecnología en el mercado de Estados Unidos, al señalar: “El mercado de baterías para el hogar en Estados Unidos está en pañales. Hemos entrado en él en una fase inicial, antes que la mayoría de competidores, por lo que partimos en una buena posición para convertirnos en uno de los proveedores de baterías líderes en el mercado a largo plazo”.

Fuente:

http://www.sonnenbattery.com/en/home/

Video:

http://www.sonnenbattery.com/fileadmin/useruploads/videos/english/energiemanager/3-energiemanager.webm

Elon Musk busca revolucionar los medios de transporte

hyperloopEl empresario Elon Musk presentó la primera versión de los diseños de su último proyecto, con el que piensa revolucionar los sistemas de transportes utilizados hasta el momento, al ser más rápido y seguro que un avión, pudiendo alcanzar los 1.200 Km/h.; según indicó.

Se trata de su invento denominado Hyperloop Alpha, presentado en un documento de 58 páginas; que “consiste en un tubo de presión baja con cápsulas, que son transportadas a alta velocidad a lo largo del tubo, donde se colocan las cápsulas (con capacidad para 28 pasajeros) en los cojines de aire presurizado”.

Elon Musk señaló que las primeras pruebas reales sin pasajeros darán comienzo en el año 2016, y que el sistema no podrá ser realidad antes de una década, debido a la complejidad de las instalaciones e infraestructura que necesitará.

Se trata de una evolución de los trenes balas japoneses que ya superan los 600 Km/h, y combina la ausencia de rozamiento con el impulso de las energías renovables y la atracción magnética para su funcionamiento, permitiendo el transporte de pasajeros con un costo que sería de un tercio de las redes actuales de alta velocidad.

El proyecto es desarrollado por la empresa SpaceX, propiedad de Elon Musk; y se inicia con una convocatoria a participar entre diversas universidades norteamericanas para el diseño de las cápsulas; siendo el proyecto seleccionado el que forme parte de las pruebas iniciales en una pista de 2,57 Km que se construirá en Hawthone, California.

Según expresó el empresario, el Hyperloop será más ventajoso que el tren de alta velocidad, porque cuesta menos y será más seguro, revelando que este modelo de transporte no será vulnerable a los terremotos y los accidentes, ya que “no puede despeñarse o descarrilarse”. También dijo que presenta los planes pero que no es su intención dedicarse a su construcción por estar muy ocupado con sus dos grandes empresas como son Tesla y SpaceX.

Al respecto comentó, “Pienso que me disparé yo mismo en el pie al haber mencionado el Hyperloop, porque estoy muy ocupado”. “Obviamente me tengo que enfocar en el negocio de Tesla y de Space X, y eso es más que suficiente. Claro que me comprometí a publicar el diseño del Hyperloop, y voy a dar un diseño muy detallado”; agregando que: “Invito a que haya un feedback crítico y quiero ver si las personas son capaces de encontrar maneras de mejorarlo, como si fuera un diseño abierto. No tengo planes en ejecutar el diseño porque debo permanecer enfocado en Space X y Tesla», ha aclarado.

Se adjuntan documentos correspondientes al Estudio Técnico y Diseño Preliminar; e invitación a participar en el concurso dirigido a estudiantes universitarios y equipos de ingeniería independientes, para diseñar y construir el mejor Hyperloop.

Fuente:

http://www.spacex.com/hyperloopalpha

http://www.spacex.com/sites/spacex/files/hyperloop_alpha.pdf

http://www.spacex.com/sites/spacex/files/spacex_hyperloop_pod_competition.pdf

¿Por qué TESLA apuesta al almacenamiento de energía para autoconsumo?

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Fuente: Rocky Mountain Institute: “The Economics of Load Defection”

El mes pasado Elon Musk, CEO de Tesla Motors; anunciaba mediante un tweet, el lanzamiento en el día de hoy, de una nueva línea de productos; que no tendrá que ver con los coches eléctricos; sino con el almacenamiento de energía para autoconsumo en el hogar.

Según Musk, la nueva batería cambiará el modelo energético en el mundo, al facilitarles a los consumidores el acceso de sus hogares y negocios, a un sistema de generación distribuida sin conectarse a la red, mediante el almacenamiento de la energía que generen con paneles solares o pequeñas turbinas eólicas residenciales.

El Vicepresidente de Relaciones con Inversores de Tesla, Jeff  Evanson; anticipó que en la presentación de los nuevos productos, “Musk explicará las ventajas de nuestras soluciones y por qué las baterías del pasado no resultan convincentes”, haciendo alusión a que los productos innovadores de la compañía mostrarán el camino al mercado de almacenamiento en el hogar y en las instalaciones a gran escala.

También Musk como co-fundador y presidente de SolarCity, anunció la creación de un fondo de 1.000 millones de dólares para financiar 300 MW de instalaciones fotovoltaicas comerciales en Estados Unidos (EEUU); lo que posibilitaría a Tesla y SolarCity avanzar en los mercados de los vehículos eléctricos y la generación distribuida.

Así planteadas las cosas, se ha creado una enorme expectativa, tanto a nivel periodístico como en los analistas financieros; en torno a lo que se anunciará este 30 de abril a las 20:30 hs de California.

Tesla ha estado experimentando con sistemas de almacenamiento residenciales y comerciales durante años, cuenta con cerca de 100 proyectos de almacenamiento y tiene en la mira a otros mercados, que le permitan absorber la producción de su Gigafábrica en Nevada.

Esta gigafábrica que se pondría en producción a principios de 2017, es una instalación de dos plantas que ocupará entre 200 y 400 hectáreas y que utilizará energías renovables para abastecer sus necesidades energéticas.

Se estima que para el año 2020, su producción anual por sí sola superará la producción mundial de baterías de ion litio durante todo 2013, más de 50 GWh/año, suficientes para ensamblar 500.000 coches cada año y bajar el precio de las baterías en un 30%.

Entonces, ¿qué ve Tesla en el mercado de almacenamiento para el autoconsumo?

Según GTM Research, el mercado de la batería alcanzará a finales de la década, alrededor de los 385 megavatios, aún un modesto mercado pero que representa una oportunidad de negocio de 750 millones de dólares en 2019; impulsado por el aumento de las tarifas eléctricas.

Las estimaciones señalan que a mediados de siglo, sólo el mercado de los Estados Unidos representará decenas de miles de millones de dólares. Suponiendo que las tarifas eléctricas continúan aumentando a un 3% anual, las baterías integradas con los sistemas solares fotovoltaicos podrían batir al precio de electricidad de red dentro de una década y media.

Un estudio de Rocky Mountain Institute: “The Economics of Load Defection”; señala que en el año 2030 las baterías integradas con la energía solar, suponiendo incluso una modesta reducción de costos en estas tecnologías, podrían reducir drásticamente las ventas de las empresas de servicios de electricidad de la red, tanto en los sectores residencial como comercial; que significaría una pérdida de U$S40 mil millones, dinero que se desplazaría hacia las empresas como Tesla.

En unas horas más podremos tener una respuesta concreta a tanta expectativa y un conocimiento más acabado a que se refiere Elon Musk, cuando habla de la nueva batería que cambiará el modelo energético en el mundo.

Fuente:

http://www.rmi.org/electricity_load_defection

http://www.greentechmedia.com/research/report/energy-storage-management-systems-2015-2019

¿La revolución energética del siglo 21?

baterias

A fines de marzo último Elon Musk; el propietario de Tesla; anunciaba vía Twitter que el próximo 30 de abril a las 20:30 hs de California, dará a conocer a todo el mundo uno de sus nuevos productos estrella, la batería de almacenamiento para autoconsumo en el hogar.

Aunque al momento se desconocen las características de esta nueva batería, se anuncia que cambiará el modelo energético en el mundo al facilitarle a los consumidores, el acceso a un sistema de generación distribuida sin conectarse a la red, mediante el almacenamiento de la energía que generen con paneles solares o pequeñas turbinas eólicas residenciales.

Pero parece que alguien se le adelantó en esta carrera por la generación distribuida, y quien se adelantó no es un jugador cualquiera.

En el año 2011, Bill Gates decía que “la única forma en que las energías eólica y solar puedan convertirse en fuentes primarias de energía, es si desarrollamos sistemas de almacenamiento de energía de bajo costo en una escala masiva”.

Con estos objetivos de bajo costo y escala masiva que expresaba hace cuatro años, su financiamiento y la ayuda del prestigioso científico, Donald R. Sadoway, Profesor de Química de Materiales del Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT); han logrado crear una novedosa batería con mayor capacidad, duración y a precio accesible. Ahora Musk tiene un competidor de peso, que está en condiciones económicas y técnicas de discutirle el liderazgo en las baterías de almacenamiento.

Desde la empresa Ambri, creada y financiada por Bill Gates se anuncia que ya tienen lista la nueva batería para fabricarse en masa.

Se trata de una batería de metal líquido que cambiará fundamentalmente la forma en que las redes eléctricas se operan actualmente a nivel mundial; al integrar los recursos renovables como la eólica y la solar,  permitiendo la creación de una infraestructura de electricidad más limpia y más barata, que permitirá a los usuarios reducir sus facturas de electricidad.

Las ventajas de esta nueva batería son su bajo costo; a través de la utilización de materiales abundantes  y un diseño sencillo, de fácil fabricación que aprovecha las economías de escala inherentes a la electrometalurgia.

Además es fácil de operar y mantener, ya que el metal líquido de la batería es libre de emisiones, opera silenciosamente, no tiene partes móviles.

El sistema es modular, con unidades de arquitectura robusta para optimizar la fiabilidad y la disponibilidad y pueden desplegarse desde los 100 kilovatios-hora hasta cientos de megavatios-hora. Responde en milisegundos a las señales de la red, y también puede almacenar 4-6 horas de energía a su potencia nominal y son de larga vida, estimándose que dure más de 15 años y decenas de miles de ciclos.

Se trata de un producto único para dar solución al almacenamiento de energía, con sus dos electrodos y electrolito en estado líquido al momento de operar, diferente a cualquier otra tecnología comercializada actualmente en el mundo.

El electrolito, es una simple sal que separa los dos electrodos conformados uno de magnesio (Mg) y el otro de antimonio (Sb); y operan a elevadas temperaturas  y en estado de carga existe un potencial de energía entre las capas de metal que crea un voltaje de la célula.

El diseño de la célula es simple, utiliza materiales de bajo costo y en estado líquido; lo que  evita los principales mecanismos de fallo que experimentan los componentes sólidos en otras tecnologías de batería.

El objetivo principal de este proyecto es fabricar en masa la batería y a un precio accesible; las primeras estimaciones de expertos, hablan de unos 400 dólares kWh.

Con esta batería de Bill Gates y la que presentará Musk el próximo día 30 de abril, ambos pretenden cambiar la matriz energética actual, y hacer finalmente competitivas a las energías renovables, convirtiéndolas en la revolución energética de este siglo.

Fuente:

http://static1.1.sqspcdn.com/static/f/1497163/24357330/1392129313297/2014-Brochure-v3.pdf?token=vMN72BSFhcKuRWO0RYtjbkYaWiU%3D

http://www.ambri.com/