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Conoce al ganador de la Copa del Mundo de robótica
Si tiene la impresión de que la reciente Copa Mundial de fútbol fue ganada por un excelente equipo francés que derrotó a Croacia en un final dramático, entonces estaba viendo el torneo equivocado.
Más o menos al mismo tiempo, en el otro lado del mundo, en Montreal, también estaba en marcha otro torneo. Esta fue la Copa del Mundo de fútbol para robots de tamaño adulto. Y lo ganó un robot llamado NimbRo por segundo año consecutivo. Como era de esperar, NimbRo es alemán y representa a una nación con una larga historia de destreza futbolística.
Hoy, los maestros de NimbRo describen algunos de los desafíos que enfrentaron al diseñar su héroe electrónico. El diseño original fue para la RoboCup 2017 en Nagoya, la primera para máquinas de tamaño adulto. El trabajo sugiere que, si bien los especialistas en robótica han logrado un progreso significativo, existe un gran potencial de mejora en los próximos años.
Spot the robot: el equipo ganador de la Copa del Mundo 2017
Primero, algunos antecedentes. RoboCup comenzó en 1997 como una forma de probar varias tecnologías emergentes relacionadas con la robótica, la visión artificial, la planificación de tareas, etc.
Pero muchos lectores recordarán torneos en los que los jugadores han estado menos que espectaculares. Las copas mundiales de robots generalmente se recuerdan por la forma de andar torpe y tambaleante de los jugadores, sus cómicas confusiones y la preocupación de sus amos humanos, que a menudo observan a través de sus dedos.
Estos robots generalmente han sido diminutos y, a menudo, ni siquiera humanoides. Esto se debe principalmente a la dificultad de accionar y controlar máquinas grandes, particularmente las de dos patas. Y en cualquier caso, caminar, correr y patear con las dos piernas son solo algunas de las muchas tareas que los robots deben resolver para automatizar el fútbol.
Con los rápidos avances en inteligencia artificial y robótica desde entonces, es fácil imaginar que las máquinas están preparadas para dominar el fútbol, tal como lo han hecho con el ajedrez, Go y cualquier número de videojuegos de Atari.
No exactamente. En los últimos años, actuadores más potentes y eficientes han hecho factible la construcción de robots de tamaño adulto que pueden competir en competiciones al estilo de la Copa del Mundo. Ingrese a NimbRo, un robot de dos piernas construido en menos de seis meses para el torneo de 2017 por Grzegorz Ficht y sus colegas de la Universidad de Bonn en Alemania.
Los robots de tamaño adulto deben tener una altura de 130 a 180 centímetros (51 a 71 pulgadas). NimbRo mide 135 cm de alto y pesa 18 kilogramos (casi 40 libras). La competencia en sí implica una serie de juegos contra oponentes individuales seguidos de una final en la que gana el jugador que anota más goles. También hay una serie de desafíos técnicos, como patear una pelota en movimiento, saltar y recuperarse de un empujón.
NimbRo tiene una serie de características que lo hacen particularmente bueno en estas tareas. En particular, es simple, por lo que las piezas se pueden mantener y reemplazar fácilmente. La estructura del robot se ha simplificado tanto como sea posible para mantener una baja complejidad, pero conservando la funcionalidad que se requiere cuando se juega al fútbol, dicen Ficht y compañía.
El exoesqueleto consta de unas pocas piezas simples, todas impresas en 3D con nailon. Al aprovechar la versatilidad de la impresión 3D, pudimos desarrollar un robot humanoide asequible, personalizable, altamente capaz y de tamaño adulto en poco tiempo, dice el equipo.
La mayoría de las partes son simétricas para que puedan usarse en múltiples lugares. Esto reduce el número de piezas de repuesto necesarias.
La visión viene a través de una sola cámara Logitech C905 con un campo de visión de 150 grados. Los datos son procesados por una mini PC Intel NUC integrada. Esto realiza la detección de objetos, la localización de robots, la planificación de tareas y el control del actuador.
Todo esto le da al robot una serie de habilidades para jugar al fútbol. Debe ser capaz de localizar y acercarse a la pelota, evitar obstáculos como otros jugadores y patear y regatear.
NimbRo funciona bien. En cinco partidos, el robot anotó 46 goles y concedió solo uno. Eso fue en la final contra un robot llamado, bastante poco halagador, Sweaty. NimbRo también obtuvo 21 puntos en los desafíos técnicos, lo que le otorga una clara victoria. En RoboCup 2017 en Nagoya, nuestros robots jugaron muy bien y ganaron el torneo de fútbol AdultSize con puntajes altos, dice el equipo. Luego, en junio, NimbRo defendió su título en Montreal.
Ese es un trabajo interesante que muestra cuán lejos han llegado los robots en la realización de tareas relativamente complejas. Sin embargo, hay muchas mejoras posibles.
El equilibrio confiable es una de esas áreas. Mire cualquiera de los juegos y notará que cada robot es seguido de cerca por un humano cuyo trabajo es atraparlo, en caso de que el robot pierda el equilibrio. Eso detiene el daño innecesario. Pero la capacidad de caer y levantarse de nuevo es una habilidad crucial en cualquier partido de fútbol (y en muchas otras situaciones).
Los robots tampoco se mueven con especial rapidez o fluidez. Su modo de andar se puede describir mejor como un movimiento de los pies encorvado. Y sus habilidades futbolísticas son rudimentarias en el mejor de los casos. Estos robots no son rival para los humanos de cualquier habilidad. (Puede ver algunos momentos destacados de la Torneo 2017 aquí .)
Y es por eso que se debe esperar una rápida mejoría. Sin duda, hay robots de tamaño adulto capaces de mantener el equilibrio con mayor eficacia y caminar o correr con mayor fluidez, como cualquiera que haya visto un Vídeo de Boston Dynamics sabrá.
Robots como este serían oponentes mucho más formidables. Es solo cuestión de tiempo antes de que salten al campo de fútbol.
Ref: arxiv.org/abs/1809.04928 : Robots NimbRo adultos ganadores de RoboCup 2017 Competiciones de fútbol Humanoid AdultSize