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Ayudando a los robots a dominar
Una de las principales cosas que impide que los robots echen una mano con las tareas diarias es la simple falta de destreza manual. Una nueva investigación de un equipo de la Universidad de Columbia podría ayudar a los robots (y las prótesis robóticas) a agarrar mejor todo tipo de objetos.
Buen agarre: Un nuevo enfoque permite que una mano robótica complicada agarre un objeto con mayor facilidad.
Peter Allen , profesor de la Universidad de Columbia y director de su Grupo de robótica y colega Matei Ciocarlie desarrolló una forma más sencilla de controlar una diestra mano robótica basándose en la investigación en biología. Se dieron cuenta de que, si bien las manos humanas tienen unos 20 grados de libertad (20 articulaciones que pueden doblarse cada una), cada articulación no es capaz de moverse de forma completamente independiente; en cambio, sus movimientos están ligados a los de otras articulaciones por músculos o nervios.
Tradicionalmente, el software utilizado para controlar una mano robótica compleja ha intentado tener en cuenta todos los grados de libertad en las articulaciones de la mano robótica, pero esto es computacionalmente engorroso y ralentiza al robot. En cambio, Allen y Ciocarlie decidieron limitar el movimiento de la mano de un robot de la misma manera que se limita una mano humana. Al vincular sus articulaciones de esta manera, demostraron que es posible controlar una mano robótica complicada con algoritmos más rápidos y eficientes y sin perder nada de su funcionalidad. Puedes aprender de la biología para reducir los grados de libertad, dice Allen. Aunque tenga 20 grados de libertad, no es necesario que los utilice.
Los investigadores experimentaron con cuatro tipos diferentes de manos robóticas complejas, cada una de las cuales tenía múltiples articulaciones. Desarrollaron un software para controlar cada pinza uniendo sus articulaciones. En simulaciones y pruebas de la vida real, el software pudo calcular rápidamente las posiciones de agarre para agarrar diferentes objetos, incluida una copa de vino, un frasco, un teléfono, un modelo de avión y un cenicero.
El sistema funciona en dos etapas. Primero, elige una serie de posibles movimientos de agarre según el ángulo en el que la mano se acerca al objeto. En segundo lugar, selecciona de estas posiciones la que proporcionará un agarre más estable. Luego, si el controlador cree que la posición de agarre parece correcta, puede dar la orden y la mano agarrará el objeto.
Agarrar objetos con una mano similar a la humana es un problema computacional aparentemente complejo, dice Charlie Kemp , profesor del Instituto de Tecnología de Georgia, que ha desarrollado robots capaces de agarrar objetos desconocidos. Este trabajo sugiere que hay una simplicidad subyacente. Muestra que una mano compleja puede no requerir un cerebro complejo.
Agarres calculados: Un sensor permite que el sistema detecte la dirección de aproximación; A continuación, el software calcula las posiciones de agarre más eficaces.
Creo que es el camino a seguir para el agarre automático, agrega Eric Berger , codirectora del programa de robótica personal en Willow Garage, un centro de investigación de robótica en California. Desde mi perspectiva, el trabajo algorítmico ... es novedoso y útil, pero lo más emocionante de lo que están haciendo son los diferentes enfoques que están adoptando para aplicar estos nuevos algoritmos al mundo real.
En sus experimentos, el equipo de Columbia preprogramó el sistema con una idea aproximada de la forma del objeto que agarraría. El siguiente paso es acoplar la pinza robótica a un sistema que pueda evaluar objetos completamente desconocidos en el mundo real.
Otros grupos de investigación están avanzando en este ámbito. Por ejemplo, Intel ha creado una tecnología que utiliza campos eléctricos para detectar cuidadosamente los objetos delicados que están al alcance, mientras que Andrew Ng y sus colegas de la Universidad de Stanford han desarrollado un robot que puede calcular el mejor lugar para agarrar un objeto que no ha visto antes.