Articulaciones y dígitos más baratos acercan la revolución de los robots

El robot humanoide Atlas, presentado el año pasado por Boston Dynamics, una compañía que luego adquirió Google, es una maravilla. Puede trepar sobre escombros y operar herramientas eléctricas. Pero estas habilidades no son baratas. Atlas tiene un precio muy por encima del millón de dólares y consume alrededor de 15 kilovatios de electricidad cuando está en funcionamiento, lo que significa grandes facturas de energía para su propietario y limita su practicidad. Eso es suficiente para alimentar una pequeña manzana, dice Alexander Kernbaum, ingeniero de investigación de la agencia de investigación sin fines de lucro. SRI Internacional . Para ser verdaderamente práctico, dice, Atlas debe ser mucho más eficiente.

Mano amiga : Un nuevo tipo de embrague electrostático de SRI hace que este diseño sea 10 veces más barato que las manos robóticas anteriores, que podrían costar $ 35,000 o más.

Kernbaum es parte de un equipo en SRI que recientemente comenzó a trabajar en ese problema bajo un contrato con DARPA, la agencia de investigación del Pentágono (Atlas mismo fue construido con fondos de DARPA). El equipo tiene como objetivo repensar el diseño del robot para preservar sus capacidades, pero reducir su uso de energía al menos 20 veces, poniéndolo a la par con un horno de microondas.

SRI no hablará sobre cómo se hará eso. Pero el enfoque general será reemplazar los sistemas hidráulicos hambrientos de potencia que mueven las articulaciones de Atlas con una menor cantidad de componentes eléctricos más livianos, más eficientes y más baratos que puedan lograr lo mismo.

Repensar los componentes utilizados en prototipos avanzados como Atlas para reducir el costo y el consumo de energía se ha convertido en un enfoque importante en la investigación de robótica a medida que los ingenieros buscan finalmente que estas máquinas escapen del laboratorio, dice Rich Mahoney, director de robótica de SRI. Tenemos cosas que están sobre-diseñadas porque no ha habido ímpetu por el bajo costo y el buen diseño, dice.

Durante mucho tiempo, los investigadores se han centrado en simplemente responder preguntas básicas sobre si se pueden construir humanoides ágiles y funcionales, dice Mahoney. Estábamos en el dominio de '¿Es esto posible?'. Él dice que esta pregunta ya ha sido respondida, por lo que es el momento adecuado para reducir los costos de los componentes utilizados en las piernas, los brazos y las manos de los robots sofisticados, haciéndolos asequibles para los pequeños. empresas e incluso consumidores. La manipulación simplemente no está disponible a ese nivel ahora, dice Mahoney. Pero puede ser. Él dice que los componentes más baratos harían posible que los humanoides como Atlas se conviertan en herramientas de seguridad estándar en lugares como las plataformas petrolíferas. En lugar de 'En caso de que se rompa el vidrio de emergencia', y hay un hacha, habría un humanoide.

Dedos ágiles: Esta mano de tres dedos hecha por iRobot puede usar sus uñas para recoger objetos pequeños. Podría hacerse por alrededor de $ 3,000 o menos.

Más inmediatamente, estos avances podrían ayudar a un mercado que Melonee Wise, CEO y cofundador de Robótica ilimitada , llama al servicio de robótica. Es cuando empiezas a mirar al robot haciendo tareas a escala humana, dice ella. Eso significa tener que detectar y manipular de formas complejas en un espacio de trabajo complejo, como mover latas en un refrigerador.

El niño modelo de este tipo de robótica es Baxter, un robot con dos brazos y pinzas simples que puede trabajar en fábricas junto con los humanos (ver Este robot podría transformar la fabricación). La empresa de Wise fabrica un robot móvil de 35.000 dólares, llamado URB-1, que tiene un solo brazo. Al igual que Baxter, está diseñado para trabajar junto a personas en almacenes y otros espacios de trabajo humanos (consulte Este podría ser el modelo T de robots en el lugar de trabajo). Tanto Baxter como URB-1 pueden hacer mucho con pinzas simples y la tecnología de brazo actual, dice Wise. Pero poder hacer uso de tecnología de menor costo o más capaz sería un gran impulso para los robots destinados a espacios de trabajo humanos.

Varias manos robóticas de bajo costo surgieron recientemente de otro programa de DARPA llamado ARM-H. Al lograr una mayor complejidad a menores costos, estas manos podrían ayudar a los robots de Baxter o Unbounded a realizar nuevas tareas. El fabricante de Roomba iRobot trabajó con Harvard y Yale para crear una mano de tres dedos que puede hacer cualquier cosa, desde sostener una pelota de baloncesto hasta levantar una llave que yace sobre una mesa.

Si se hiciera en cantidades de unos pocos miles, la mano debería costar alrededor de $ 3,000, dice Mark Claffee, ingeniero principal de robótica en Yo robot , que también fabrica robots militares y de telepresencia. Es un cambio dramático, dice Claffee, ya que la tarifa actual para una mano robótica con capacidades similares comienza en alrededor de $ 35,000.

Una forma en que iRobot redujo los costos fue usar goma en las articulaciones de la mano, introduciendo una elasticidad que le permite agarrar bien algo sin especificar la posición de cada dedo exactamente para diferentes objetos. Los costos también se redujeron dándole a la mano solo tres dedos. Está diseñado para que tres dígitos juntos puedan captar algo y dos puedan oponerse para manipular objetos más pequeños.

Creemos que la manipulación va a cambiar las reglas del juego, dice Claffee. Imagínese tener una plataforma de telepresencia como nuestra Ava 500 que algún día pueda recoger las cosas. Ahora está trabajando para aplicar algunas de las mismas técnicas de diseño utilizadas en el dedo a los brazos del robot.

Claffee dice que el trabajo permitirá que los robots funcionen en entornos mucho más desordenados que Baxter. Esos robots son capaces pero costosos y están enfocados en aplicaciones industriales, dice Claffee. Para llegar a los consumidores, necesitamos reducir significativamente los costos y tener manipulación para entornos humanos que están mucho menos estructurados.

SRI también participó en el programa ARM-H y fabricó su propia mano robótica de bajo costo. Esta mano hace uso de un mecanismo de embrague más económico, más ligero y más eficiente; utiliza fuerzas electrostáticas para bloquear una articulación en su lugar. El uso generalizado de embragues permite que un solo motor controle las tres articulaciones en un dedo.

Esto podría conducir a soluciones de manipulación por debajo de los mil dólares, lo que hace que este tipo de robótica esté más alineada con el dominio del consumidor, dice Mahoney, señalando que los pequeños robots aéreos y terrestres ya están disponibles para los consumidores, gracias en parte al boom de los teléfonos inteligentes. Si Mahoney y otros tienen razón, las manos y extremidades robóticas baratas pero capaces pueden ser las próximas en ser asequibles.

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