Un algoritmo que puede ayudar a los robots a evitar lesiones

Los robots como el Mars Rover pueden operar por sí mismos en entornos hostiles, y una nueva investigación muestra que podrían volverse aún más autosuficientes al encontrar formas de adaptarse y seguir moviéndose después de una lesión.

En menos de un minuto, este simple robot descubrió cómo compensar una articulación rota y completar su tarea.

La obra es objeto de un estudio, publicado hoy en Naturaleza , por investigadores de la Universidad Pierre y Marie Curie en Francia y la Universidad de Wyoming. La idea es que si los robots van a asumir trabajos peligrosos y difíciles, tendrán que hacer frente a piezas rotas y lesiones mientras están fuera del alcance de un equipo de reparación humano.

Por ejemplo, si se envía un robot en una misión de búsqueda y rescate después de un terremoto, es posible que deba hacer frente a un daño inesperado en una de sus patas mientras inspecciona un edificio derrumbado.

El principal desafío fue hacer algo que aprenda, pero aprenda en unos minutos, dice el coautor Jean-Baptiste Mouret, ahora investigador en el consorcio de innovación francés Inria. En un video que acompaña al artículo, los investigadores muestran un robot con forma de araña que sufre una lesión en una de sus seis patas. La criatura comienza a probar nuevas formas de moverse, y en unos 40 segundos recupera el 96 por ciento de su velocidad, luciendo menos como un juguete roto y más como un animal herido que se aleja arrastrándose.

En otro ejemplo, los investigadores dañaron uno de los motores de un brazo mecánico. En menos de un minuto, el simple robot descubrió cómo compensar la articulación rota y colocar correctamente una pelota dentro de una lata.

El coautor Antoine Cully, estudiante de doctorado en PMCU, señala que los robots aprenden con un algoritmo evolutivo. Esto significa que ejecutará pasos repetidos de prueba y error, basándose en una lista que creó antes de implementarse que detalla las cosas que puede hacer y cuán valiosa es cada una, para determinar una nueva forma de moverse. Es como una versión simplificada de lo que hacen los humanos: si te tuerces un tobillo, usas la memoria y la experimentación para descubrir cómo cojear de la manera más eficiente y menos dolorosa.

A pesar de tener las articulaciones de su brazo atascadas en varias posiciones, este robot es capaz de descubrir nuevas formas de colocar bolas en un vaso.

La mayoría de los robots no tienen tales planes de contingencia, ya que normalmente están programados para moverse en patrones específicos. Si están dañados, es posible que deban aprender un nuevo método de locomoción para mantener su funcionalidad. En el estudio, dice Mouret, los robots no entendían qué les pasaba; los investigadores no intentaron anticipar nada sobre el daño que sufrirían.

Por supuesto, los robots, como los automóviles, pueden tener sensores que señalen problemas específicos. Pero los sensores no solucionarán el problema, y ​​Mouret dice que el objetivo era aprender sin sensores (aunque el robot de seis patas usó un Kinect para darle una comprensión básica de cuándo estaba erguido y equilibrado). Asimismo, Mouret señala que los sensores pueden estar equivocados o, quizás, no del todo bien. Entonces, la teoría de los investigadores, por ahora, es que es mejor que un robot descubra la mejor manera de moverse a través de la experimentación en lugar de los datos de los sensores.

Queremos incorporar este conocimiento, pero tenemos que tener cuidado, dice Mouret.

Todavía no está claro qué tan dañado podría estar un robot y aún así recuperar algo de movimiento, y los ejemplos de los investigadores aún están lejos de los escenarios del mundo real, como combatir incendios o rescatar personas. Mouret dice que pronto probarán estos algoritmos de aprendizaje fuera del laboratorio en robots más grandes.

Y mientras observa al robot de seis patas descubrir un nuevo método de movimiento que inevitablemente genera visiones de Terminator y robots malvados, Mouret dice que los investigadores tienen mucho tiempo para construir salvaguardas adecuadas para evitar que los robots implementen comportamientos que podrían dañar a las personas.

Casi todos los animales están construidos para adaptarse a una herida pequeña, dice. Eso no significa que quieran conquistar el mundo.

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