Los robots y los humanos aprenden a convivir y trabajar juntos

Los desarrollos industriales aseguran que la interacción con los operarios puede ser fluida y segura, gracias a los avances en la visión computacional y los algoritmos de los autómatas
Anne Eisenberg
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21 de abril de 2013  • 00:30

Por lo general los robots en la línea de montaje de las fábricas están separados de los humanos por una jaula, para evitar que los poderosos brazos de acero de las máquinas accidentalmente den un golpe que rompa algún hueso.

Pero ahora robots industriales más delicados, diseñados para trabajar y jugar bien con otros, están saliendo de atrás de sus barreras de protección, para trabajar hombro con hombro con la gente. Este avance se ha hecho posible gracias a algoritmos sofisticados y mejoras en tecnologías de percepción como visión computacional.

La clave de estos nuevos robots es la capacidad de responder de modo más flexible, anticipando y adaptándose a lo que quieren los humanos. Eso contrasta con generaciones anteriores de robots que a menudo requerían mucha programación para cambiar hasta los detalles más pequeños de sus rutinas, dijo Henrik Christensen , director del programa de robótica del Georgia Institute of Technology (Instituto de Tecnología de Georgia).

"Investigadores en laboratorios de todo el mundo están creando robots que pueden predecir lo que usted hará y estar preparados para darle la mejor ayuda posible", dijo Christensen. Uno de esos investigadores es Julie A. Shah , profesora adjunta del departamento de aeronáutica y astronáutica del Massachusetts Institute of Technology (MIT, Instituto de Tecnología de Massachusetts) . La doctora Shah en un tiempo enseñaba a robots a hacer tareas a la antigua: apretando un botón que esencialmente les decía "bueno", "malo" o "neutro" cuando cumplían con cada parte de un trabajo. Ahora ha agregado una técnica llamada cross-training (literalmente, entrenamiento cruzado) en la que robots y humanos intercambian roles, aprendiendo una o dos cosas el uno del otro por esa vía.

En un estudio reciente ( disponible como PDF ) Shah y un estudiante hicieron que equipos de humanos y robots realizaran una tarea tomada de la línea de montaje: los humanos colocaban tornillos y los robots atornillaban. Luego los integrantes del equipo cambiaban de tarea y los robots observaban como los humanos atornillaban.

"El robot recoge información de cómo atornilla la persona", agregando esa información a sus algoritmos, dijo Shah. "El robot no aprende una manera óptima de atornillar. En vez de ello conoce las preferencias de su compañero de equipo y cómo cooperar".

Cómo funciona el robot Baxter (en inglés)

El estudio permitió concluir que cuando los equipos con entrenamiento cruzado retomaron sus roles originales, tanto los robots como la gente hicieron su trabajo de modo más eficiente. El tiempo que los humanos estaban ociosos esperando a que el robot terminara su tarea se redujo 41 por ciento y el tiempo en que humanos y robots trabajaban simultáneamente se incrementó en un 71 por ciento, comparado con equipo que trabajaba con un robot entrenado a la manera antigua.

"Esto es una aplicación fascinante del entrenamiento cruzado" dijo Andrea Thomaz , profesora adjunta de computación interactiva de Georgia Tech. "Al conocer el rol de los humanos, el robot puede anticipar mejor las acciones y ser un mejor compañero, aunque finalmente solo tenga un rol".

Los humanos que formaron parte de los equipos también mejoraron su capacidad de trabajo en conjunto, dijo Illah R. Nourbakhsh , profesor de robótica en la Carnegie Mellon University y autor del libro "Robot Futures" (Futuros robóticos), publicado este mes por la editora MIT Press. "En el futuro esta idea de entrenamiento cruzado resultará realmente importante, al comenzar los robots a trabajar hombro con hombro con nosotros", dijo. "No somos demasiado buenos para adoptar el punto de vista de un robot. Este estudio mostró sin embargo que podemos aprender con las señales correctas".

Christensen de Georgia Tech dijo: "Los robots del futuro no solo estarán en la industria . Casi cualquier área podría tener un robot que ayude a facilitarnos las cosas ", se trate de "levantar pacientes en camas de hospital o ayudar en el hogar. Pero tienen que ser seguros y tienen que tener el tipo de capacidad de anticipación en el que está trabajando Julie Shah, porque tienen que poder entender automáticamente qué ayuda necesitamos", dijo.

Los robots delicados y serviciales no sólo se están creando en los laboratorios; también están llegando al mercado. Desde enero Rethink Robotics de Boston ha estado enviando a sus clientes su robot de dos brazos llamado Baxter, que puede trabajar sin estar enjaulado, moviéndose entre la gente. "Estamos enviando robots todos los días y tenemos pedidos atrasados equivalentes a tres meses de producción" dijo Rodney Brooks , fundador, presidente y jefe de tecnología de Rethink.

Baxter, que cuesta US$ 22.000, puede tomar objetos de una cinta transportadora. "No se necesita decirle cual es la velocidad exacta", dijo Brooks. "Ve objetos y los toma, equiparando su propia velocidad con la del objeto".

Baxter se utiliza en plantas de manufactura y tiendas de diversas dimensiones. Un ejemplo es el Rodon Group, una compañía de moldeado de plástico por inyección en Hatfield, Pensilvania, donde Baxter monta cajas en el piso de la planta.

"Los robots del futuro no solo estarán en la industria. Casi cualquier área podría tener un robot, sea para levantar pacientes en camas de hospital o ayudar en el hogar" dijo Henrik Christensen, director del programa de robótica del Georgia Institute of Technology

Las cámaras de Baxter inspeccionan lo que se debe levantar, reconociendo un objeto desde muchos ángulos. En los años venideros Baxter podrá tomar objetos no solo desde arriba, sino también desde los costados, ponerlos en una máquina de moler, por ejemplo, y apretar el botón de "comenzar". También podrá conectarse con otras máquinas para sincronizar tareas.

"Baxter es un gran punto de partida para esta nueva generación de robots" dijo Christensen de Georgia Tech, que no tiene relación con el trabajo de Rethink Robotics, "poniendo la tecnología a disposición de compañías que antes hubieran tenido que pagar cientos de miles de dólares".

"Está abriendo un nuevo mercado" dijo Christensen del trabajo de Baxter. Baxter no es el único robot sin jaula en la línea de montaje. Una compañía danesa, Universal Robots , por ejemplo, vende un robot de un brazo por US$ 33.000, que también puede ser usado sin jaula.

Por llamativos que sean los nuevos robots, pronto tendrán capacidades aún más avanzadas, dijo Stefan Schaal , profesor de ciencias de la computación, neurociencia e ingeniería bio-médica de la Universidad del Sur de California y director del Max Planck Institute for Intelligent Systems (Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes) en Alemania. En el futuro, los robots podrán conectarse a internet para intercambiar información, lo que llevará a un inmenso avance en lo que pueden hacer.

"Nos llevará tiempo llegar a eso –dijo Schaal- pero va a suceder".

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