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Robot sale caminando de la Universidad de Michigan

por 4 diciembre, 2013

La máquina, bautizada como MARLO, es de tercera generación: A diferencia de sus predecesores que estaban conectados a soportes laterales y confinados en el laboratorio, puede aventurarse bajo la luz del sol.
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Con pies y caderas prostéticas que pueden moverse hacia los lados para obtener estabilidad, el robot bípedo más nuevo de la Universidad de Michigan ha dado sus primeros pasos al aire libre.

La máquina, bautizada como MARLO, es el robot bípedo de tercera generación para Jessy Grizzle, un profesor de ingeniería eléctrica y ciencia de computadoras. Mientras que sus predecesores estaban conectados a soportes laterales y confinados en el laboratorio, MARLO puede aventurarse bajo la luz del sol.

La preparación para su paseo comenzó poco después del amanecer en un sábado reciente, temprano para evitar la nieve y los peatones. Los investigadores se pusieron sus chaquetas, sombreros y guantes invernales y guiaron a MARLO a través de la puerta exterior del laboratorio donde ha estado caminando de un lado a otro por varias semanas.

El experimento comenzó en una vereda, pero la senda resultó demasiado estrecha para la estructura que sigue a MARLO para sujetarlo si cae. (La estructura no sostiene al robot). Por eso, los investigadores se fueron a un patio cercano. Pero el sitio tiene un declive de manera que los ingenieros tuvieron que ajustar la configuración del robot. Y después de varios intentos MARLO dio quince pasos.

"Había sonrisas por todas partes", dijo Brian Buss, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica y ciencia de computadoras. "Fue una alegría verlo funcionando tan bien, dado que el control se había diseñado y probado para el piso horizontal del laboratorio, que estábamos usando tan pocos aparatos de medición en ese momento, y que los pies no tienen energía alguna. Obviamente hay margen para mejoras y estamos listos para encarar los problemas".

Después de dos horas de prueba, MARLO tuvo una factura de rodilla, lo cual no es raro en este tipo de trabajo. El equipo volvió al interior del edificio antes de que empezara a nevar.

MARLO añade, literalmente, una nueva dimensión a la investigación de bípedos que el grupo de Grizzle ha conducido por más de una década. El robot MABEL, que se jubiló el año pasado, trotaba a un ritmo de un kilómetro y medio cada nueve minutos convirtiéndose en el robot bípedo, con rodillas, más rápido del mundo. También podía mantenerse en pie en terreno desparejo, y era capaz de recuperarse de un tropiezo, entre otros logros, pero todo ello en una pista circular. MABEL estaba conectado a una barra que le impedía inclinarse hacia los costados.

Antes de MABEL estuvo el robot francés Rabbit, montado igualmente sobre una grúa. Rabbit no se ha usado para la investigación desde 2005, pero en sus días de gloria inspiró una nueva familia de algoritmos para el control del paso que le permitía caminar a una velocidad específica y mantener el equilibrio en medio de empujones sorpresivos y cambios en el terreno.

"Mis estudiantes de doctorado han logrado cosas asombrosas para los robots adentro del laboratorio. Ahora es el momento de demostrar los logros de los robots que caminan al aire libre", dijo Grizzle, Profesor Jerry W. y Carol L. Levin de Ingeniería. "MABEL nos dio algunas buenas ideas acerca de qué puede hacerse y cómo. Tuvimos que pasar de un aparato bidimensional, es decir un robot sobre un plano y sujeto a una grúa, a uno tridimensional, sin grúa ni soporte lateral. Es un desafío enorme pero mi equipo está listo a encararlo".

La capacidad de movimientos en tres dimensiones es crucial si van a hacerse realidad los robots de socorro que Grizzle y sus colegas avizoran. Si bien las ruedas se mueven bien sobre superficies planas, no pueden subir escalones o trepar sobre ruinas. Los investigadores creen que las máquinas rápidas, con dos patas y una forma de correr parecida a la de los humanos podrían, eventualmente, trasladarse sobre un suelo desparejo y dentro de los restos de sitios construidos para las personas, como casas incendiadas o derruidas.

A corto plazo el trabajo podría llevar a avanzadas piernas prostéticas con rodillas y tobillos coordinados y motrices. Los algoritmos desarrollados para Rabbit y MABEL se están adatando para este fin en la Universidad de Texas, en Dallas.

MARLO es uno de los tres robots en la serie ATRIAS, diseñado por Jonathan Hurst, un profesor asistente en la Universidad estatal de Oregon, y un colaborador de Grizzle por muchos años. ATRIAS es la sigla para las palabras, en inglés, que significan "Presuma que el robot es una esfera", una regla a la cual Hurst se atiene durante el diseño. Uno de esos tres robots está en el laboratorio de Hurst, donde los investigadores trabajan para mejorar su eficiencia energética y diseñan pasos para el suelo blando al igual que el duro. El otro está en la Universidad Carnegie Mellon donde el grupo del profesor asistente Harmut Geyer se enfoca en hacerlo correr. El equipo de la UM trabaja en la estabilidad afuera del laboratorio.

MARLO y sus contrapartes representan el segundo modelo de robot bípedo en el mundo -y el primero en una universidad- con un paso que no se apoya en un pie plano, dijo Grizzle. El otro es el ATLAS de Boston Dynamics. En estas dos máquinas el paso de los robots comienza con un toque del talón seguido de un movimiento hacia los pies. esta acción fluida es vital para la estabilidad en el mundo real, señalan los investigadores.

"Si queremos robots que puedan caminar al aire libre, sobre raíces, piedras, veredas desparejas o escalones necesitamos un paso al caminar que permita que el pie tenga contacto solo parcial con el suelo", señaló Grizzle.

En el año próximo Grizzle dice que MARLO se hará conocer bien en el campus de la UM.

El proyecto MARLO se financia con apoyo de la Fundación Nacional de Ciencia y la Agencia de Defensa para proyectos de Investigación Avanzada (DARPA).

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