Robot autónomo abre puertas

Los robots pueden hacer muchas cosas, pero no pueden abrir una puerta y atravesarla. Los investigadores han resuelto este problema en simulaciones digitales tridimensionales y están construyendo un robot autónomo que puede hacer precisamente eso. Este simple avance en la independencia representa un gran avance para los 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 ubicar una puerta. Pero esa es una solución personalizada que requiere mucho tiempo y que solo funciona para la habitación en 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 pueden ser un poco más altas o más bajas. Los robots deben saber cuánta fuerza usar para abrir puertas y vencer la resistencia. La mayoría de las puertas públicas se cierran automáticamente, lo que significa que si el robot pierde el agarre, debe comenzar de nuevo. Cuando una puerta se abre alejándose del robot, simplemente puede girar la manija de la puerta y empujar hacia adelante para ingresar a una habitación. Pero cuando una puerta se abre hacia el robot, la tarea se vuelve mucho más difícil, especialmente si la puerta tiene una resistencia incorporada con el propósito de cerrarse sola.

Algunos ingenieros han montado un brazo con múltiples articulaciones en robots para agarrar una perilla o manija de puerta, pero esto puede ser extremadamente costoso. Un solo brazo robótico 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 la manija de una puerta. Un brazo pequeño en la base mantiene la puerta abierta mientras el robot gira alrededor de ella y continúa con sus funciones en la habitación contigua. Dado que el equipo está utilizando el aprendizaje automático, el robot tiene que "enseñarse" a sí mismo cómo abrir una puerta, esencialmente a través de prueba y error. Esto puede llevar mucho 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 neblina o luz ultravioleta podrían automatizarse. De manera similar, sería extremadamente útil un robot que pueda recargarse usando el tomacorriente de pared conveniente más cercano. 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 volviendo al muelle y no puede haber un muelle en cada habitación.

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