Algoritmo que proporciona a los robots un agarre más rápido

Un nuevo algoritmo acelera significativamente el proceso de planificación requerido para que un robot ajuste su agarre sobre 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 planificación previa a menos de un segundo. Este proceso de planificación más rápido permitirá a los robots, particularmente en entornos industriales, descubrir rápidamente cómo empujar, deslizar o usar las funciones en sus entornos para reposicionar los objetos a su alcance. Tal manipulación ágil es útil para cualquier tarea que implique recoger y clasificar, e incluso el uso de herramientas complejas.

Los algoritmos existentes suelen tardar horas en planificar previamente una secuencia de movimientos para una pinza robótica, principalmente porque para cada movimiento que considera, el algoritmo primero debe calcular si ese movimiento cumpliría una serie de leyes físicas, como las leyes de movimiento de Newton y la ley de Coulomb que describe Fuerzas de rozamiento entre objetos. Una forma compacta de resolver la física de estas manipulaciones antes de decidir cómo debe moverse la mano del robot implica el uso de "conos de movimiento" que son esencialmente mapas visuales de fricción en forma de cono.

El interior del cono representa todos los movimientos de empuje que podrían aplicarse a un objeto en una ubicación específica, al tiempo que satisface las leyes fundamentales de la física y permite que el robot mantenga el control del objeto. El espacio fuera del cono representa todos los empujones que de alguna manera harían que un objeto se escape del alcance del robot. El algoritmo calcula un cono de movimiento para diferentes configuraciones posibles entre una pinza robótica, un objeto que sostiene y el entorno contra el que empuja para seleccionar y secuenciar diferentes empujones factibles para reposicionar el objeto.

Los investigadores probaron el nuevo algoritmo en una configuración física con una interacción de tres vías en la que una pinza robótica 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 generó instantáneamente el mapa de todas las posibles fuerzas que el robot podría aplicar y la posición del bloque que resultaría. Las predicciones del algoritmo coincidieron de manera confiable con el resultado físico en el laboratorio, planificando secuencias de movimientos, como reorientar el bloque contra la barra antes de colocarlo sobre una mesa en posición vertical, en menos de un segundo, en comparación con los algoritmos tradicionales que toman más de 500 segundos para planificar.