Nuevo y barato robot con patas capaz de subir y bajar escaleras

El principal reto que suelen afrontar los robots con patas es no caerse cuando avanzan por un terreno que no es llano, como por ejemplo al subir y bajar peldaños de una escalera, o al recorrer terrenos llenos de pedruscos.

Las soluciones que han venido aplicándose hasta ahora para dotar a estos robots de la habilidad necesaria para desplazarse por esas superficies resultan muy caras y aparatosas.

Un nuevo diseño de robot con patas promete revolucionar este campo de la robótica, al conseguir a bajo costo la misma habilidad que poseen esos robots caros.

El desarrollo del nuevo robot es obra de robotistas de la Universidad Carnegie Mellon y de la Universidad de California en Berkeley, ambas instituciones en Estados Unidos.

El robot cuadrúpedo creado por el equipo de Deepak Pathak (quien trabaja en el Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon) es mucho más pequeño que un ser humano, pero pese a ello puede usar escaleras diseñadas para uso humano.

Las sube y las baja a buen ritmo, y camina sobre terreno pedregoso, resbaladizo, irregular y empinado.

Da zancadas para evitar hoyos profundos y escala pequeñas rocas.

El movimiento de las patas del robot está inspirado en parte en el de las piernas humanas y en parte en el de las patas de animales como el gato.

Los investigadores entrenaron al robot con 4.000 clones digitales del mismo en un simulador, donde practicaron la marcha y la escalada en terrenos difíciles.

La velocidad del simulador permitió al robot adquirir seis años de experiencia en un solo día.

El simulador también almacenó las habilidades motoras que aprendió durante el entrenamiento en una red neuronal que los investigadores copiaron al robot real.

Este enfoque no requirió ninguna labor manual trazando los movimientos del robot, lo que supone un cambio importante respecto a los métodos anteriores.

La mayoría de los sistemas robóticos utilizan cámaras para crear un mapa del entorno que les rodea y lo utilizan para planificar los movimientos antes de ejecutarlos.

El proceso es lento y a menudo puede fallar debido a la imprecisión inherente, las inexactitudes o las percepciones erróneas en la etapa de cartografiado que afectan a la planificación y los movimientos posteriores.

El cartografiado y la planificación son útiles en los sistemas centrados en el control de alto nivel, pero no siempre son adecuados para los requisitos dinámicos de las habilidades de bajo nivel, como caminar o correr por terrenos difíciles.

El nuevo sistema evita las fases de cartografiado y planificación, y dirige directamente al sistema de control del robot lo captado por la visión.

Lo que el robot ve, determina cómo se mueve, al igual que ocurre en el ser humano y en muchos animales.

Ni siquiera se necesita que los investigadores especifiquen cómo deben moverse las patas.

Este nuevo enfoque de diseño permite al robot reaccionar rápidamente ante el terreno al que se aproxima y moverse por él con eficacia.

Como no hay cartografiado ni planificación, y los movimientos se entrenan mediante aprendizaje automático (una modalidad de inteligencia artificial), el robot puede ser de bajo costo.

El robot que ha empleado el equipo es al menos 25 veces más barato que las alternativas disponibles.

Fuente: CMU