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Los científicos han desarrollado una nueva tecnología de control para un robot de cuatro patas que le permitió lograr la hazaña sobrehumana “sin esfuerzo” de caminar 120 metros verticales en los Alpes en 31 minutos sin caídas ni pasos en falso.
El avance puede conducir al desarrollo de nuevos robots y otros tipos de tecnología robótica que pueden usarse en terrenos demasiado peligrosos para los humanos, dijeron los investigadores, incluidos los de ETH Zurich en Suiza.
El robot cuadrúpedo ANYmal terminó con éxito la caminata, que consistió en secciones empinadas sobre suelo resbaladizo, escalones altos y senderos forestales llenos de raíces, cuatro minutos más rápido que la duración estimada para los excursionistas humanos, según el estudio. publicado el miércoles en la revista ciencia robótica.
“El robot ha aprendido a combinar la percepción visual de su entorno con la propiocepción, su sentido del tacto, basado en el contacto directo con las piernas. Esto le permite abordar terrenos difíciles de manera más rápida, más eficiente y, sobre todo, más robusta”, dijo el coautor del estudio Marco Hutter de ETH Zurich en un comunicado.
Mientras que los humanos y otros animales se manejan en terrenos resbaladizos o blandos al combinar la percepción visual de su entorno con la propiocepción de sus piernas y manos, los investigadores dijeron que los robots con patas han podido hacer esto solo en una “medida limitada” hasta ahora.
Dijeron que esto se debía principalmente a que la información sobre el entorno inmediato registrada en tales robots por sensores láser y cámaras a menudo era “incompleta y ambigua”.
Citando un ejemplo de percepción tan ambigua, los investigadores dijeron que la hierba alta, los charcos poco profundos o la nieve aparecían como “obstáculos insuperables” o eran parcialmente invisibles para estos robots, incluso cuando potencialmente podían atravesarlos.
Además, dijeron que la percepción de la profundidad podría ser deficiente en algunos casos debido a la iluminación difícil, el polvo, la niebla, las superficies reflectantes o transparentes u otros factores.
Si bien confiar únicamente en la propiocepción puede ayudar en tales casos a que los robots sientan físicamente el terreno antes de adaptar su forma de andar en consecuencia, dijeron que esto podría limitar severamente la velocidad de locomoción.
“Es por eso que los robots como ANYmal deben ser capaces de decidir por sí mismos cuándo confiar en la percepción visual de su entorno y avanzar con rapidez, y cuándo es mejor proceder con cautela y con pasos pequeños. Y ese es el gran desafío”, dijo Takahiro Miki, estudiante de doctorado en el grupo de Hutter y autor principal del estudio.
Usando una nueva tecnología de control, los investigadores combinaron la percepción externa y propioceptiva por primera vez en ANYmal.
Antes de las pruebas en el mundo real, el robot se sometió a un campo de entrenamiento virtual en el que los científicos expusieron el sistema a numerosos obstáculos y fuentes de error.
Estos ejercicios, dijeron, entrenaron a la red para aprender la forma ideal para que el robot supere los obstáculos, cuándo puede confiar en los datos ambientales y cuándo sería mejor ignorar esos datos.
“Con este entrenamiento, el robot puede dominar el terreno natural más difícil sin haberlo visto antes”, dijo el Dr. Hutter.
El entrenamiento, dijeron los investigadores, permitió que el robot aprendiera a ir a lo seguro y confiar en su propiocepción si los datos del sensor en el entorno inmediato eran ambiguos o vagos.
Esto permitió al robot combinar la velocidad y la eficiencia de su detección externa y la seguridad de su detección propioceptiva, según el estudio.
Los investigadores creen que los robots como ANYmal se pueden usar donde sea que sea demasiado peligroso para los humanos y donde otros robots no puedan hacer frente al terreno difícil, como durante un terremoto, después de un desastre nuclear o durante un incendio forestal.
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