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Inteligencia Artificial

Cómo evitar que los robots se hagan daño cuando se caen

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Son caros, por lo que sus caídas suponen elevadas pérdidas y riesgo para los humanos a su alrededor. Un algoritmo podría solucionarlo

  • por Will Knight | traducido por Teresa Woods
  • 16 Octubre, 2015

Foto: Un robot Atlas operado por un equipo del Instituto para la Cognición Humana y de Máquinas se vuelca en el Reto de Robótica DARPA.

En una importante competición de robótica celebrada en junio, varios robots de millones de dólares lucharon por realizar incluso tareas sencillas como subir un tramo de escaleras (ver Los robots demuestran que aun son "estúpidos" en el reto DARPA); algunos hasta se volcaron en lo que parecía una actuación cómica impecable. Pero algunas de estas divertidas caídas causaron daños devastadores en los instrumentos, motores y otros componentes de los robots.

Para que la torpeza de estas máquinas no sea tan dañina, los investigadores están explorando formas para que se caigan con más elegancia y de forma más segura. El trabajo cobrará importancia según los robots trabajen en entornos más complejos, y los ingenieros experimenten con máquinas que se desplazan sobre piernas en lugar de ruedas.

Unos investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia (Georgia Tech, EEUU) se inspiraron en la manera de protegerse de las personas durante una caída: extender un brazo o una pierna al tropezar o caerse. "Cuando te caes, intentas disipar la energía", dice Karen Liu, una profesora de ciencias informáticas del Instituto de Tecnología de Georgia, que realizó el trabajo en colaboración con su entonces estudiante de postgrado Sehoon Ha, que ahora trabaja para Disney Research en Pittsburgh (EEUU). "Y cada vez que haces contacto con el suelo, parte de esa energía se disipa".

Liu y Ha divisaron un algoritmo que permite a un robot que ha perdido el equilibrio averiguar cómo contorsionar su cuerpo para impactar en el suelo con menos fuerza. El algoritmo calcula cómo crear el mayor número de puntos de contacto con el suelo para dispersar el impulso de la caída.

En una conferencia en Alemania celebrada el mes pasado, la pareja de Georgia Tech describió las pruebas del algoritmo realizadas con un pequeño robot humanoide llamado BioloidGP, y las simulaciones de un gran robot humanoide llamado Atlas. Este último fue fabricado por una empresa llamada Boston Dynamics, que se especializa en la fabricación de máquinas avanzadas con piernas y que ahora es propiedad de Google. Varios equipos que participaron en el evento en junio utilizaron robots Atlas. En el evento, llamado el Reto de Robótica DARPA, los robots teledirigidos protagonizaron una carrera en la que tuvieron que realizar una serie de tareas, incluidas conducir un carrito de golf, abrir una serie de puertas y operar una taladradora eléctrica (ver Los robots 'transformes' triunfan en el reto DARPA).

El evento de DARPA tenía por objetivo simular los problemas a los que se enfrentaría un robot a la hora de ayudar durante una crisis dentro de una planta nuclear, pero también remarcó los retos restantes para los robots que se empleen en casi cualquier entorno humano normal (ver El inquientante paseo de un robot por el bosque).

Matt DeDonato, que lideró el equipo del Instituto Politécnico de Worchester (EEUU) del evento DARPA, dice que la mayoría de los participantes se concentraron más en mantenerse en pie que en divisar mejores maneras de caerse, sobre todo porque cada caída sufrida conllevaba una importante penalización de tiempo. Para minimizar los daños, el robot Atlas operado por su equipo, en colaboración con investigadores de la Universidad de Carnegie Mellon (EEUU), apagaba sus actuadores y se dejaba caer cuando perdía el equilibrio. Pero DeDonato, cuyo equipo consiguió mantener erguido al robot durante toda la competición DARPA, dice que esta área debe explorarse más mientras aumenta la comercialización de los robots. "Está garantizado que alguna vez se caerá", dice.

Marc Raibert, el fundador de Boston Dynamics, ahora propiedad de Google, y un pionero en la robótica sobre patas, dice que su equipo empezó a pensar en cómo proteger a un robot que se cae mientras desarrollaban una máquina de cuatro patas llamada BigDog. La primera idea fue hacer que las patas se encogieran al detectar una caída. "Eso provocó que las patas actuasen como palancas que ejercían una gran fuerza sobre las articulaciones cuando las extremidades chocaban contra el suelo", explicó. "Hasta llegamos a romper algunas patas, separándolas completamente del robot, así que reprogramamos a BigDog para que relajara sus articulaciones durante una caída. Todos los robots que fabricamos ahora hacen algo parecido cuando detectan que han perdido el equilibrio".

Lui dice que su grupo también está interesado en divisar maneras de evitar que los robots dañen a personas si se caen. Esto podría incluir equilibrarse de tal manera que haga más improbable que la dirección de la caída apunte hacia las personas, dice.

El enfoque desarrollado hasta la fecha está limitado, sin embargo, por las capacidades de detección y la potencia computacional de la mayoría de los robots. Para sus experimentos, el equipo Georgia Tech empleó un acelerómetro dentro de la cabeza de un robot además de cámaras externas de captura de movimiento. Liu señala que la complejidad de calcular la mejor forma de caerse explica por qué muchos animales, incluidos los humanos, disponen de un sistema nervioso, que reacciona de forma automática.

"Es por este motivo que tenemos reflejos", dice Liu. "Pensamos en construir algo como un sistema nervioso para los robots".

Inteligencia Artificial

 

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