lunes, 12 de mayo de 2014

Un brazo robotizado ultrarrápido captura objetos en el aire

brazo biónico
Con su palma abierta, el robot está completamente inmóvil. Una fracción de segundo después, de repente se desenrolla y atrapa todo tipo de objetos voladores lanzados en su dirección -una raqueta de tenis, una pelota, una botella -. Este brazo mide unos 1.5 m de largo y mantiene una posición vertical. Cuenta con tres articulaciones y una mano sofisticada con cuatro dedos.

Fue programado en el Learning Algorithms and Systems Laboratory (LASA) y se diseñó para probar diferentes soluciones robóticas  para la captura de objetos en movimiento. Es único, ya que tiene la capacidad de atrapar proyectiles de diferentes formas en menos de cinco centésimas de segundo.



"Los robots cada vez están más presentes en nuestra vida cotidiana, y podrán también coger o esquivar objetos complejos en movimiento completo, dijo Aude Billard, jefe de LASA. No sólo necesitamos máquinas capaces de reaccionar en el acto, sino también para predecir la dinámica del objeto en movimiento y generar un movimiento en la dirección opuesta".

La capacidad de captar objetos en el aire requiere la integración de varios parámetros y reaccionar ante acontecimientos imprevistos en un tiempo récord. "Las máquinas de hoy son a menudo pre -programadas y no pueden asimilar rápidamente los cambios de datos. Por consiguiente, su única opción es volver a calcular las trayectorias lo que requiere mucho tiempo de ellos en situaciones en las que cada fracción de segundo puede ser decisivo.

Imitación

Para obtener la velocidad y la capacidad de adaptación deseada, los investigadores de LASA se inspiraron en la forma en que los propios humanos aprenden: por imitación y por ensayo y error. Esta técnica, llamada programación por demostración, no da instrucciones específicas al robot, en cambio, muestra ejemplos de posibles trayectorias de la misma. Consiste en guiar manualmente el brazo hacia el objetivo proyectado y repetir este ejercicio varias veces.

La investigación se realizó con una pelota, una botella vacía, una botella medio llena, un martillo y una raqueta de tenis. Se seleccionaron estos cinco objetos comunes, ya que ofrecen una variada gama de situaciones en las que la parte del objeto que el robot tiene que tomar (el mango de la raqueta, por ejemplo) no se corresponde con su centro de gravedad. En el caso de la botella incluso ofrece un desafío adicional ya que su centro de gravedad se mueve varias veces durante la trayectoria cuando se proyectan en el aire, todos estos elementos harán aún movimientos más complejos, a menudo con varios ejes. Como resultado, cuando los objetos  en movimiento van hacia el robot, los resultados resultan bastante interesantes.

En la primera fase de aprendizaje, los objetos son lanzados varias veces en dirección al robot. A través de una serie de cámaras situadas a su alrededor, el robot crea un modelo cinético de los objetos en función de sus trayectorias, velocidades y el movimiento de rotación. Los científicos lo traducen en una ecuación que entonces permite que el robot se posicione rápidamente en la dirección correcta cada vez que se le lanza un objeto. Durante unos pocos milisegundos de enfoque, la máquina los refina y corrige la trayectoria para una captura en tiempo real y de alta precisión. Esta eficiencia se mejora aún más con el desarrollo de controladores que asocian y sincronizan los movimientos de la mano y los dedos.

Este brazo robótico ya tiene una aplicación muy real en el espacio. Está incluido en un proyecto que tiene como objetivo desarrollar tecnologías para la recuperación y la eliminación de los desechos espaciales en la órbita alrededor de la tierra. Acondicionado a un satélite, el brazo tendría la tarea de capturar los escombros en órbita mediante la observación del movimiento de los objetos que se aproximan.




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