Robot Autónomo Domina Entrada por Puertas: Avance para Robots de Servicio

Los robots pueden hacer muchas cosas pero no pueden abrir una puerta y pasar por el umbral. Investigadores han resuelto este problema en simulaciones digitales tridimensionales y están construyendo un robot autónomo que puede hacer justamente eso. Este simple avance en independencia representa un gran salto adelante para robots auxiliares que aspiran y desinfectan edificios de oficinas, aeropuertos y hospitales.

Anteriormente, los investigadores abordaron el problema escaneando una habitación completa para crear un modelo digital 3D para que el robot pueda localizar una puerta. Pero esa es una solución personalizada que consume tiempo y solo funciona para la habitación particular que se escanea. Desarrollar un robot autónomo para abrir una puerta por sí mismo plantea varios desafíos.

Las puertas vienen en diferentes colores y tamaños con diferentes manijas que podrían estar ligeramente más altas o bajas. Los robots deben saber cuánta fuerza usar para abrir puertas y superar la resistencia. La mayoría de las puertas públicas son de cierre automático, lo que significa que si el robot pierde el agarre, debe empezar de nuevo. Cuando una puerta se abre alejándose del robot, simplemente puede girar la manija y empujar hacia adelante para entrar a una habitación. Pero cuando una puerta se abre hacia el robot, la tarea se vuelve mucho más difícil, especialmente si la puerta tiene resistencia incorporada para cerrarse por sí sola.

Algunos ingenieros han montado un brazo con múltiples articulaciones en robots para agarrar una perilla o manija de puerta, pero estos pueden ser extremadamente costosos. Un solo brazo de robot con seis articulaciones, o grados de libertad, que imita el rango completo de movimiento de un brazo humano puede costar decenas de miles de dólares.

El problema se resolvió diseñando un apéndice en un elevador motorizado simple que el robot puede subir y bajar para alcanzar una manija de puerta. Un pequeño brazo en la base mantiene la puerta abierta mientras el robot gira alrededor de ella y continúa con sus deberes en la siguiente habitación. Dado que el equipo usa aprendizaje automático, el robot tiene que “enseñarse” a sí mismo cómo abrir una puerta, esencialmente a través de prueba y error. Esto puede consumir tiempo inicialmente pero el robot corrige sus errores a medida que avanza. Las simulaciones ayudan al robot a prepararse para la tarea real.

Los robots de servicio se han vuelto más útiles, particularmente durante la pandemia de COVID-19 cuando tareas tediosas como desinfectar habitaciones con niebla o luz ultravioleta podían automatizarse. De manera similar, un robot que pueda recargar usando el enchufe de pared eléctrico más conveniente sería extremadamente útil. La solución actual es instalar una estación de acoplamiento. Cuando el robot se queda sin energía, regresa a su estación de acoplamiento. Sin embargo, pierde tiempo regresando al muelle y no puede haber un muelle en cada habitación.

El nuevo robot podrá identificar un enchufe de pared e insertar el enchufe sin ayuda humana, lo que es una combinación de desafíos. Un enchufe eléctrico es muy pequeño, así que el robot debe identificarlo primero. Los humanos tienen la destreza para encontrar el enchufe y conectarlo rápidamente. Pero pedirle a un robot que haga eso no es tan fácil; si el robot no alinea perfectamente, fallará. El algoritmo de los investigadores, sin embargo, da al robot más flexibilidad para “tantear” alrededor del enchufe cuando se acerca.