Foto: Robosimian, desarrollado por el laboratorio de propulsiones a presión de la NADA, sale de su vehículo con sumo ciudado después de conducir con éxito por una pista corta.

Cuando algunos de los robots de rescate más avanzados del mundo son vencidos por el pomo de una puerta, se entiende mejor el reto que supone la automatización de nuestros hogares y lugares de trabajo.

GIF: Un robot operado por un equipo del Instituto para la Cognición Artificial y Humana de Florida (IHMC, por sus siglas en inglés) se desploma mientras atraviesa un suelo irregular.

En el reto DARPA Robotics Challenge, un concurso celebrado el pasado fin de semana en California (EEUU), dos docenas de robots extremadamente sofisticados hicieron sus mejores esfuerzos por ejecutar una serie de tareas en una pista al aire libre, incluidos hacer girar una válvula, subir escaleras y abrir una puerta (ver Los robots 'transformers' triunfan en el reto DARPA de la robótica). Aunque un par de robots lograron completar la pista completa, otros sólo consiguieron zarandearse por la pista, chocarse con paredes o incluso tambalearse y derrumbarse como si la imposibilidad absoluta de la tarea les sobrepasase. Al mismo tiempo, los esfuerzos de los humanos, controladores de los robots, por guiarlos en la ejecución de tareas pueden ofrecer pistas acerca de cómo la colaboración humano-robot podría extenderse a otros escenarios.

"Creo que es buena oportunidad de demostrar al mundo lo complicada que es realmente la robótica", dijo Mark Raibert, el fundador de Boston Dynamics, ahora propiedad de Google, que produjo un robot humanoide muy sofisticado llamado Atlas (ver TR10: Robots ágiles). Varios equipos participantes en el reto DARPA Robotics Challenge concursaron con un robot Atlas. Otros equipos trajeron robots de confección propia.

Fotos. A la izquierda: El robot del equipo del MIT es trasladado a la pista de obstáculos. Derecha superior: El robot ganador, DRC-Hubo de Corea del Sur, se prepara para hacer girar una válvula. Derecha inferior: Miembros del equipo del MIT.                    

Atlas consigue un equilibrio dinámico, lo que significa que puede andar a paso firme o mantenerse equilibrado sobre una sola pierna incluso después de recibir un empujón. Aun así, la estabilidad mostró ser de difícil consecución durante el reto DARPA para los robots bípedos durante maniobras como andar por arena, pasar por encima de pilas de escombros, y bajarse de un coche. Varios equipos que utilizaron un robot Atlas vieron como su robot caía al suelo desplomado durante el concurso.

Los problemas a la hora de agarrar objetos y utilizarlos de forma adecuada también remarcó la complejidad que entraña el perfeccionamiento de la visión y la manipulación artificiales. Agarrar una taladradora eléctrica y utilizarla para perforar una pared se mostró especialmente complicado para la mayoría de los robots. Los sensores robóticos tienen muchas dificultades a la hora de ver formas con precisión bajo el tipo de iluminación variable de un entorno al aire libre, y las manos robóticas carecen del toque delicado y complaciente de las humanas.

Fotos. Izquierda: Robosimian, del laboratorio de propulsiones a presión de la NASA, corta una pared con una herramienta eléctrica. Derecha: Chimp, un robot de la Universidad Carnegie Mellon, ejecuta la misma tarea.

Los robots participantes no siempre actuaban con autonomía (aunque era difícil para los espectadores notar cuándo era así). El reto se diseñó para simular las condiciones a las que se enfrentaría un robot teledirigido dentro de una central nuclear, así que se ahogaron las comunicaciones para simular interferencias de radio. Mientras que esto animó a los equipos a dotar a sus robots de mayor autonomía, con frecuencia los controladores humanos pudieron intervenir cuando empezara a torcerse el asunto.

Los equipos concursantes emplearon niveles distintos de autonomía. El equipo del MIT, por ejemplo, dotó a su robot Atlas, llamado Helios, con la capacidad de actuar con un alto grado de autonomía. Los operadores humanos podían, por ejemplo, señalar un área que contenía una palanca, y dejar al robot trazar y ejecutar su propio plan de acción. Pero también podían tomar el control remoto en caso de ser necesario.

Por el contrario, el equipo Nimbro de la Universidad de Bonn (Alemania) eligió un mayor control directo, con nueve operadores que controlaron al robot durante la ejecución de diferentes tareas (en un momento dado un miembro de este equipo se puso un casco de realidad virtual Oculus Rift y empleó un sistema de seguimiento de gestos para controlar al robot). El equipo Nimbro terminó en cuarto lugar, con una puntuación de siete puntos sobre un máximo de ocho puntos, mientras que el equipo del MIT terminó en séptimo lugar, con la misma puntuación pero un tiempo de ejecución más largo.

Los equipos que mejor rindieron en el reto parecían haber empleado un enfoque especialmente cuidadoso a la hora de combinar capacidades humanas y robóticas. El investigador principal del sistema de sensores del robot DRC-Hubo, el robot ganador del concurso del equipo KAIST de Corea del Sur, In So Kweon señaló la colaboración humano-robot como la clave del éxito de su equipo. "Estas tareas requieren una buena combinación de operación humana y el reconocimiento y entendimiento [del robot] del entorno", dijo Kweon. "Trabajamos muy duro para encontrar un bonito equilibrio entre estos dos componentes".

Fotos. Izquierda: Chimp se alza sobre las orugas traseras. Derecha: El robot de IHMC termina la prueba de recortar una pared.

El equipo que terminó en segundo lugar, del Instituto para la Cognición Artificial y Humana de Florida (EEUU), utilizó una escala variable de autonomía que permitía que los humanos asumieran decisiones y el control si el robot parecía haberse atascado, o si una simulación sugería que el robot se encontraría con problemas al seguir el curso definido por el robot. La importancia de tales enfoques podría aumentar según se vayan introduciendo más robots colaborativos a entornos como una fábrica.

El equipo de la Universidad Carnegie Mellon (EEUU), que terminó en el tercer puesto con ocho puntos, empleó un enfoque similar según el líder del equipo, Tony Stentz. "El avance real aquí es que los robots y los humanos trabajan juntos en la ejecución", dijo Stentz. "El robot hace lo que se le da bien, y el humano hace lo que se le da bien".

El jefe del programa DARPA y organizador del reto, Gill Pratt, dijo que es importante darse cuenta de que el nivel de autonomía de los robots que compitieron aún es bastante limitado, aunque a veces sus acciones pareciesen inquietantemente naturales. "Estos cacharros son increíblemente estúpidos", dijo. "Son marionetas más que otra cosa".