Nuevo Algoritmo Reduce Tiempo de Planificación de Agarre Robótico a Sub-Segundos

Un nuevo acelera significativamente el proceso de planificación requerido para que un robot ajuste su agarre en un objeto empujando ese objeto contra una superficie estacionaria. Mientras que los algoritmos tradicionales requerirían decenas de minutos para planificar una secuencia de movimientos, el nuevo enfoque reduce este proceso de preplanificación a menos de un segundo. Esta planificación más rápida permitirá a los robots, particularmente en entornos industriales, averiguar rápidamente cómo empujar contra, deslizar a lo largo o usar de otra forma características en sus entornos para reposicionar objetos en su agarre. Tal manipulación ágil es útil para cualquier tarea que involucre recoger y clasificar, e incluso uso intrincado de herramientas.

Los algoritmos existentes típicamente tardan horas en preplanificar una secuencia de movimientos para un agarre robótico, principalmente porque para cada movimiento que considera, el algoritmo debe primero calcular si ese movimiento satisfaría una serie de leyes físicas como las leyes del movimiento de Newton y la ley de Coulomb que describe fuerzas de fricción entre objetos. Una forma compacta de resolver la física de estas manipulaciones antes de decidir cómo debe moverse la mano del robot implica usar "conos de movimiento" que son esencialmente mapas visuales en forma de cono de fricción.

El interior del cono representa todos los movimientos de empuje que podrían aplicarse a un objeto en una ubicación específica, satisfaciendo las leyes fundamentales de la física y permitiendo al robot mantener el agarre del objeto. El espacio fuera del cono representa todos los empujes que de alguna manera causarían que un objeto se salga del agarre del robot. El algoritmo calcula un cono de movimiento para diferentes configuraciones posibles entre un agarre robótico, un objeto que sostiene y el entorno contra el que empuja para reposicionar el objeto, con el fin de seleccionar y secuenciar diferentes empujes factibles.

Los investigadores probaron el nuevo algoritmo en una configuración física con una interacción de tres vías en la que un agarre robótico simple sostenía un bloque en forma de T y empujaba contra una barra vertical. Usaron múltiples configuraciones iniciales, con el robot agarrando el bloque en una posición particular y empujándolo contra la barra desde un cierto ángulo. Para cada configuración inicial, el algoritmo generaba instantáneamente el mapa de todas las fuerzas posibles que el robot podría aplicar y la posición resultante del bloque. Las predicciones del algoritmo coincidieron de forma fiable con el resultado físico en el laboratorio, planificando secuencias de movimientos —como reorientar el bloque contra la barra antes de colocarlo en posición vertical sobre una mesa— en menos de un segundo, comparado con algoritmos tradicionales que tardan más de 500 segundos en planificar.