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Ciencia y Tecnología

Los robots humanoides mejoran su capacidad de caer bien a las personas

Los especialistas en marketing en Boston Dynamics produjo dos importantes ciclos de noticias sobre robótica la semana pasada. El mayor de los dos fue, naturalmente, el anuncio del Atlas eléctrico. Mientras escribo esto, el vídeo de menos de 40 segundos se acerca constantemente a los cinco millones de visitas. Un día antes, la compañía tocó el corazón de la comunidad cuando anunció que el Atlas hidráulico original estaba siendo puesto a pastar, una década después de su introducción.

El vídeo adjunto fue una celebración del viaje del antiguo Atlas desde el proyecto de investigación DARPA hasta un robot bípedo impresionantemente ágil. Sin embargo, un minuto después, el tono cambia. En última instancia, “Adiós a Atlas” es tanto una celebración como un relato de errores. Es un bienvenido recordatorio de que cada vez que el robot realiza el aterrizaje en video, hay docenas de resbalones, caídas y chisporroteos.

Créditos de imagen: Dinámica de Boston

He defendido durante mucho tiempo este tipo de transparencia. Es el tipo de cosas que me gustaría ver más en el mundo de la robótica. Simplemente mostrar el carrete destacado no favorece el esfuerzo realizado para obtener esas tomas. En muchos casos, estamos hablando de años de prueba y error dedicados a lograr que los robots se vean bien ante la cámara. Cuando sólo compartes los resultados positivos, estás estableciendo expectativas poco realistas. Los robots bípedos se caen. En ese sentido, al menos, son como nosotros. Como agilidad ponlo recientemente“Todo el mundo cae a veces, lo que nos define es la forma en que nos levantamos”. Yo iría un paso más allá y agregaría que aprender a caer bien es igualmente importante.

El recién nombrado CTO de la compañía, Pras Velagapudi, me dijo recientemente que ver a los robots caer en el trabajo en esta etapa es realmente algo bueno. “Cuando un robot está realmente en el mundo haciendo cosas reales, sucederán cosas inesperadas”, señala. “Verás algunas caídas, pero eso es parte de aprender a correr durante mucho tiempo en entornos del mundo real. Es lo esperado y es una señal de que no estás montando cosas”.

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Un vistazo rápido a las reglas de Harvard por caer sin lesionarse refleja lo que intuitivamente entendemos acerca de caer como humanos:

  1. Protege tu cabeza
  2. Usa tu peso para dirigir tu caída.
  3. dobla tus rodillas
  4. Evite llevar a otras personas con usted

En cuanto a los robots, esto Pieza de IEEE Spectrum del año pasado es un gran lugar para comenzar.

“No tenemos miedo de una caída; no tratamos a los robots como si fueran a romperse todo el tiempo”, dijo el año pasado el CTO de Boston Dynamics, Aaron Saunders, a la publicación. “Nuestro robot se cae mucho y una de las cosas que decidimos hace mucho tiempo [is] que necesitábamos construir robots que pudieran caer sin romperse. Si puedes pasar por ese ciclo de empujar a tu robot hasta el fallo, estudiar el fallo y solucionarlo, podrás avanzar hasta donde no caiga. Pero si construyes una máquina o un sistema de control o una cultura en torno a nunca caer, entonces nunca aprenderás lo que necesitas aprender para que tu robot no se caiga. Celebramos las caídas, incluso las que rompen al robot”.

Créditos de imagen: Dinámica de Boston

El tema de las caídas también surgió cuando hablé con el director ejecutivo de Boston Dynamics, Robert Playter, antes del lanzamiento del Atlas eléctrico. En particular, el breve vídeo comienza con el robot en posición boca abajo. La forma en que se arquean las piernas del robot es bastante novedosa, lo que permite que el sistema se levante desde una posición completamente plana. A primera vista, casi parece como si la compañía estuviera presumiendo, utilizando el llamativo movimiento simplemente como un método para exhibir los extremadamente robustos actuadores hechos a medida.

“Esto tendrá usos muy prácticos”, me dijo Playter. “Los robots van a caer. Será mejor que puedas levantarte desde boca abajo”. Añade que la capacidad de levantarse desde una posición boca abajo también puede ser útil para cargar.

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Gran parte de los aprendizajes de Boston Dynamics sobre las caídas provinieron de Spot. Si bien generalmente hay más estabilidad en el factor de forma cuadrúpedo (como lo demuestran décadas de intentos y fracasos de patear a los robots en videos), simplemente hay muchas más horas de robots Spot trabajando en condiciones del mundo real.

Créditos de imagen: Robótica de agilidad

“Spot recorre unos 70.000 kilómetros al año en las fábricas y realiza unas 100.000 inspecciones al mes”, añade Playter. “Eventualmente caen. Tienes que poder volver a levantarte. Esperemos que reduzca su tasa de caídas, nosotros lo hemos hecho. Creo que caemos una vez cada 100-200 km. La tasa de caída realmente se ha vuelto pequeña, pero sucede”.

Playter añade que la empresa tiene un largo historial de ser “duro” con sus robots. “Caen y tienen que poder sobrevivir. Los dedos no pueden caerse”.

Al observar las tomas descartadas de Atlas anteriores, es difícil no proyectar un poco de empatía humana en el robot. Realmente parece caer como un humano, acercando sus extremidades lo más posible a su cuerpo para protegerlas de mayores lesiones.

Cuando Agility añadió brazos a Digit, allá por 2019, se habló del papel que desempeñan en las caídas. “Para nosotros, los brazos son simultáneamente una herramienta para movernos por el mundo (piense en levantarse después de una caída, agitar los brazos para mantener el equilibrio o abrir una puerta) y al mismo tiempo son útiles para manipular o transportar objetos”, dijo el cofundador Jonathan. Hurst notó en ese momento.

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Hablé un poco con Agility sobre el tema en Modex a principios de este año. El video de un robot Digit cayendo en el piso de una convención un año antes había circulado en las redes sociales. “Con una tasa de éxito del 99% durante aproximadamente 20 horas de demostraciones en vivo, Digit aún sufrió un par de caídas en ProMat”, señaló Agility en ese momento. “No tenemos pruebas, pero creemos que nuestro equipo de ventas lo orquestó para poder hablar sobre la durabilidad y las extremidades de cambio rápido de Digits”.

Al igual que con el vídeo de Atlas, la empresa me dijo que algo parecido a una posición fetal es útil para proteger las piernas y los brazos del robot.

La empresa ha estado utilizando el aprendizaje por refuerzo para ayudar a los robots caídos a recuperarse. La agilidad detuvo la evitación de obstáculos de Digit en el video de arriba para forzar una caída. En el vídeo, el robot utiliza sus brazos para mitigar al máximo la caída. Luego utiliza sus aprendizajes de refuerzo para regresar a una posición familiar desde la cual es capaz de levantarse nuevamente con una flexión robótica.

Uno de los principales puntos de venta de los robots humanoides es su capacidad para integrarse en los flujos de trabajo existentes: estas fábricas y almacenes se conocen como “brownfield”, lo que significa que no fueron construidos a medida para la automatización. En muchos casos existentes de automatización de fábricas, los errores significan que el sistema se apaga efectivamente hasta que interviene un humano.

“Rescatar un robot humanoide no será una tarea trivial”, afirma Playter, señalando que estos sistemas son pesados ​​y puede resultar difícil corregirlos manualmente. “¿Cómo vas a hacer eso si no puede despegar por sí solo?”

Si estos sistemas realmente van a garantizar una automatización ininterrumpida, tendrán que caer bien y volver a levantarse.

“Cada vez que Digit cae, aprendemos algo nuevo”, añade Velagapudi. “Cuando se trata de robótica bípeda, las caídas son una maravillosa maestra”.

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