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Equipo diseña robots para construir cosas en situaciones desordenadas e impredecibles
Investigadores de la Universidad de Harvard y SUNY en Buffalo están diseñando robots para que funcionen fuera de entornos ideales y predecibles, como almacenes o fábricas, y en su lugar trabajen en lugares donde puede haber obstrucciones inesperadas y donde los algoritmos predictivos no se pueden usar para planificar varios miles de pasos. adelante. El objetivo de estos bots de construcción, que están diseñados para manejar materiales de construcción inconsistentes y maleables, es implementarlos como agentes de socorro en casos de desastre.
Uno de los robots del equipo de Harvard no tiene ni arriba ni abajo. Puede seguir funcionando incluso después de caerse y voltearse.
Radhika Nagpal, profesora de ciencias de la computación en Harvard, y Nils Napp, profesor asistente de ciencias de la computación en SUNY en Buffalo y ex becario postdoctoral en el laboratorio de Nagpal, han diseñado dos robots: uno que deposita espuma autoendurecible expandible y otro que arrastra y amontona sacos de arena.
Los robots creados para la construcción generalmente solo pueden manejar materiales discretos, como bloques o ladrillos. Los materiales con los que se construyen estos nuevos robots son útiles en una variedad de entornos del mundo real, pero son muy impredecibles. La espuma puede adherirse a la mayoría de las superficies y expandirse para llenar agujeros, pero comienza como un líquido, por lo que es imposible saber exactamente cuánto correrá antes de que se endurezca; Los sacos de arena se usan con frecuencia en el socorro en casos de desastre como muros de contención, pero los gránulos dentro de ellos tienden a moverse cuando se manipulan.
Para combatir esta imprevisibilidad, los robots de Nagpal y Napp están equipados con un sensor infrarrojo que escanea y evalúa el entorno entre la colocación de un material de construcción. El escaneo es integral para hacer que los bots sean tan adaptables.
Estos robots necesitan monitorear y replanificar continuamente mientras trabajan, dice Napp. Eso es algo que hacen los animales y que los robots a menudo no hacen.
Usando un algoritmo que funciona como un bucle (escanear, evaluar el entorno, colocar el material, escanear nuevamente, evaluar los cambios en el entorno, colocar más material, etc.), los robots pueden construir iterativamente sobre la marcha, teniendo en cuenta cualquier cambio en el medio ambiente, así como cualquier cambio en el material que están utilizando.
Actualmente, el equipo está enfocando este sistema adaptable en la construcción de rampas, una estructura relativamente simple con aplicaciones prácticas: se pueden usar para conectar dos puntos y también tienen mucha flexibilidad en el diseño.
El sistema es aplicable a cualquier robot trepador y manipulador que utilice cualquier material impredecible, no solo espuma o sacos de arena. Nagpal también dice que el sistema puede funcionar con equipos de varios robots. Debido a que el algoritmo es adaptable, no importa si la incertidumbre a la que se enfrenta un robot proviene del entorno, un material o el comportamiento de otro robot.
Los investigadores recién comienzan a probar el sistema en entornos cada vez más impredecibles. La siguiente etapa será configurar un robot para construir en situaciones en las que no sabe qué materiales estarán disponibles.