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Computación

Las articulaciones robóticas necesitan rebajas

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Los proyectos para construir manos robóticas y robots humanoides más baratos podrían hacerlos asequibles para pequeñas empresas y hogares

  • por Tom Simonite | traducido por Lía Moya
  • 07 Abril, 2014

Foto: Un nuevo tipo de agarre electroestático hace que este diseño sea unas 10 veces más barato que manos robóticas anteriores, que podían costar por encima de los 25.000 euros.

El robot humanoide Atlas, presentado el año pasado por Boston Dynamics, una empresa adquirida posteriormente por Google, es una maravilla. Es capaz de trepar por encima de escombros y de manejar herramientas eléctricas. Pero estas habilidades no son baratas. Atlas cuesta bastante más de un millón de dólares y consume unos 15 kilovatios de electricidad cuando está funcionando, lo que supone unas facturas eléctricas importantes para su dueño y limita su uso práctico. "Es energía suficiente para una manzana pequeña de una ciudad", afirma el ingeniero investigador de la agencia de investigación sin ánimo de lucro SRI International, Alexander Kernbaum. Para que sea verdaderamente práctico, afirma, Atlas "tiene que ser mucho más eficiente en términos energéticos".

Kernbaum forma parte del equipo de SRI que acaba de empezar a trabajar sobre este problema bajo contrato con DARPA, la agencia de investigación del Pentágono (el propio Atlas se ha construido con financiación de DARPA). El objetivo del equipo es repensar el diseño del robot para mantener sus capacidades pero reducir su consumo energético al menos 20 veces, poniéndolo a la altura de un microondas.

SRI no da detalles sobre cómo lo conseguirá. Pero el enfoque general será sustituir el mecanismo hidráulico que mueve las articulaciones de Atlas y que consume muchísima energía, por una serie menor de componentes eléctricos más ligeros, eficientes y baratos capaces de hacer el mismo trabajo.

Según el director de robótica de SRI, Rich Mahoney, repensar los componentes que se usan en prototipos avanzados como Atlas para reducir su coste y su consumo energético se ha convertido en un tema central de la investigación en robótica ahora que los ingenieros quieren lograr que estas máquinas abandonen por fin los laboratorios. "Tenemos cosas que se han sobrediseñado porque no ha habido un incentivo para conseguir reducir los costes y mantener un buen diseño", afirma.

Durante mucho tiempo los investigadores se han centrado simplemente en responder a preguntas básicas sobre si se podrían construir humanoides ágiles y funcionales, explica Mahoney. "Estábamos en el terreno de '¿Es esto posible?'". Y asegura que esa pregunta ya tiene respuesta, así que ha llegado el momento de reducir los costes de los componentes que se usan en los sofisticados brazos, piernas y manos robóticos, haciendo que sean asequibles para las pequeñas empresas e incluso los consumidores. "Ahora mismo la manipulación no es asequible a ese nivel", sostiene Mahoney."Pero podría serlo". Defiende que usar componentes más baratos permitirá que humanoides como Atlas se convirtieran en herramientas de seguridad estándar en sitios como los pozos petrolíferos. "En vez de que en la caja de 'Romper en caso de emergencia' hubiera un hacha, habría un humanoide".

Foto: Esta mano de tres dedos creada por iRobot puede coger objetos pequeños con las uñas. Se podría fabricar por unos 3.000 dólares o menos (unos 2.200 euros).

Más a corto plazo, estos avances podrían ayudar a un mercado denominado por la directora ejecutiva y cofundadora de Unbounded Robotics, Melonee Wise, como robótica de servicio, y que define como "el robot que hace tareas a escala humana". "Algo que implica tener que percibir y manipular de forma compleja en un entrono de trabajo complejo, como por ejemplo moviendo latas dentro de una nevera".

La estrella de este tipo de robótica es Baxter, un robot con dos brazos y unas pinzas sencillas capaz de trabajar en fábricas junto a operarios humanos (ver "Este robot podría transformar los procesos de fabricación"). La empresa de Wise fabrica un robot móvil de 35.000 dólares (unos 25.000 euros) llamado URB1, que tiene un único brazo. Al igual que Baxter, está hecho para trabajar junto a humanos en almacenes y otros espacios de trabajo (ver "Un robot 'manco' podría conquistar el mercado laboral"). Tanto Baxter como URB1 pueden hacer muchas cosas con unas pinzas sencillas y la tecnología de brazos robóticos actual, explica Wise. Pero contar con una tecnología más barata o más capaz sería un gran empujón para los robots destinados a los espacios de trabajo humanos.

Recientemente han aparecido varias manos robóticas baratas de otro programa de DARPA llamado ARM-H. Al conseguir una complejidad mayor con un precio más barato, estas manos podrían ayudar a Baxter o a los robots de Unbounded a conseguir llevar a cabo nuevas tareas. El fabricante del Roomba, iRobot, ha trabajado con las universidades de Harvard y Yale (EEUU) para crear una mano con tres dedos capaz de hacer de todo, desde sujetar un balón de baloncesto hasta recoger una llave colocada sobre una mesa.

Si se fabricara en cantidades de unos pocos miles de unidades, la mano debería costar alrededor de 3.000 dólares (unos 2.200 euros), explica el jefe de ingeniería robótica en iRobot, que también fabrica autómatas militares y de telepresencia, Mark Claffee. "Es un cambio radical", sostiene Claffee, ya que el precio actual para una mano robótica con capacidades parecidas ronda los 35.000 dólares (unos 25.000 euros).

Una de las formas en las que iRobot ha reducido los costes ha sido usando goma en las articulaciones de las manos, introduciendo una blandura que le permite agarrar bien algo sin tener que especificar la posición de cada dedo exactamente para distintos objetos. Los costes también se redujeron dándole a la mano sólo tres dedos. También está diseñada para que los tres dedos juntos puedan coger una cosa y dos se puedan oponer para manipular objetos más pequeños.

"Creemos que la capacidad de manipulación va a cambiar muchísimo las cosas", afirma Claffee. "Imagina que una plataforma de telepresencia como nuestra Ava 500, fuera capaz de coger cosas". Ahora está trabajando para aplicar a los brazos robóticos algunas de las mismas técnicas de diseño usadas para el dedo.

Claffee afirma que este trabajo permitirá a los robots funcionar en entornos mucho más caóticos que Baxter y URB1. "Esos son robots capaces pero caros y están centrados en aplicaciones industriales", explica Claffee. "Para llegar a los consumidores tenemos que reducir los costes significativamente y contar con manipulación para entornos humanos mucho menos estructurados".

SRI también ha participado en el programa ARM-H creando su propia mano robótica de bajo coste. Esta mano usa un mecanismo de agarre más barato, ligero y eficiente; con fuerzas electroestáticas para encajar las articulaciones. Hacer un uso generalizado de agarres permite a un único motor controlar las tres articulaciones de un dedo.

"Esto podría dar lugar a soluciones de manipulación por menos de mil dólares (unos 700 euros), lo que haría que este tipo de robótica entrara más en el terreno del mercado de consumo", afirma Mahoney, y señala que ya existen pequeños robots aéreos y terrestres disponibles para los consumidores, gracias, en parte, al boom de los teléfonos inteligentes. Si Mahoney y el resto de expertos tienen razón, es probable que próximamente existan manos y extremidades robóticas baratas y capaces.

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