La mayoría de los procesos de las tiendas minoristas dependen de un inventario perpetuo y altamente preciso (gestión y previsión de existencias, cumplimiento, pedidos, etc.). Sin embargo, los sistemas de inventario perpetuo son inexactos debido a robos y extravíos, y los inventarios manuales, incluso aquellos que usan RFID (identificación por radiofrecuencia), son costosos y tediosos.

Actualmente, existen tres soluciones prometedoras en el mercado para inventarios automáticos: estantes inteligentes, antenas aéreas y robots de inventario. "Nuestra solución es parte de este tercer tipo de sistemas de inventario automatizados", afirma Rafael Pous, investigador del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la UPF.

Una de las posibilidades más prometedoras de los inventarios automáticos son los robots basados ​​en RFID de inventario. "Sin embargo, los robots de inventario actuales aún no son completamente autónomos", añade Pous. La razón es que requieren la creación manual de un mapa de la tienda antes de que puedan operar en ella. 

Un trabajo publicado el 26 de junio, en edición avanzada en línea, en la revista Computers in Industry, plantea el problema del recuento de existencias en tiendas minoristas y se propone una solución basada en un sistema multi-robot. El artículo presenta el desarrollo de un algoritmo que determina el estado del problema utilizando las mismas etiquetas RFID que los minoristas agregan a sus artículos para que puedan guiar al robot a través de una tarea completa de conteo de existencias. La simulación y las pruebas de los resultados de aplicar este algoritmo se han hecho en un entorno real, una biblioteca universitaria, y validan su aplicación para sistemas multi-robot obteniendo cifras de precisión muy altas, del orden del 99,5 %.

El trabajo ha estado liderado por Rafael Pous y han participado Victor Casamayor Pujol, Marc Morenza-Cinos, Bernat Gascón, todos ellos investigadores vinculados al Ubiquitous Computing Applications Laboratory (UbiCA Lab), del DTIC de la UPF. Un trabajo cofinanciado por el Ministerio de Economia y Competitividad de España bajo el programa de Unidades de Excelencia Maria de Maeztu, así como por el Ministerio de Ciencia e Innovación y Universidades de España en el marco del Programa Retos Colaboración.

De colonias de hormigas a plataformas multi-robot autónomas

Con el objetivo de disponer de plataformas móviles completamente autónomas para hacer inventarios de tiendas, este artículo propone una nueva implementación de algoritmo estigmérgico para el recuento autónomo de existencias de un entorno desconocido y rico en RFID, como una gran tienda o una biblioteca. 

El algoritmo estigmérgico también es muy adecuado para la robótica debido a su capacidad intrínseca para simplificar el hardware y el software del robot y escalar a sistemas multi-robot

Estigmérgico significa que colabora a través del medio físico, un concepto introducido por un estudioso de las hormigas y que actualmente forma parte de la denominada inteligencia de enjambre e inteligencia artificial. Este tipo de algoritmo también es muy adecuado para la robótica debido a su capacidad intrínseca para simplificar el hardware y el software del robot y escalar a sistemas multi-robot.

"La solución propuesta es completamente autónoma ya que no requiere un mapa, es escalable a cualquier tamaño de entorno, requiere menos recursos computacionales y reduce significativamente el costo ya que la solución puede implementarse en robots más simples y más baratos", sostienen los autores. 

Un cambio de paradigma en el recuento de existencias

Esta mejora se logra mediante un cambio de paradigma en la forma en que el robot completa la tarea de recuento de existencias. El robot, en lugar de navegar en base a objetivos de inventario previamente registrados, utiliza identificaciones RFID en vivo de las etiquetas RFID presentes en la tienda como referencia para completar el recuento de existencias. Además, varios robots pueden colaborar mediante la detección de etiquetas RFID y completar la tarea de navegación en la misma tienda. "Por lo tanto, podemos concluir que los robots usan la información del entorno como un canal de comunicación y también para almacenar información. Este comportamiento se basa en el observado en colonias de insectos sociales y por ello se llama estigma", explican los desarrolladores autores del trabajo.

Trabajo de referencia:

Victor Casamayor Pujol, Marc Morenza-Cinos, Bernat Gascón, Rafael Pous (2020), " Autonomous stock counting based on a stigmergic algorithm for multi-robot systems", Computers in Industry, edición avanzada en línea del 26 de junio, https://doi.org/10.1016/j.compind.2020.103259.