Durante mucho tiempo, los humanos nos hemos preocupado por que los robots se hagan con el control del mundo. La verdad, no obstante, es más prosaica. Desde luego los autómatas han revolucionado ciertas tareas, como la fabricación automovilística por ejemplo.
Pero en muchas tareas del mundo real, estos robots quedan tristemente por detrás de los humanos. Encuentran imposible trabajar en los ento os desordenados y abarrotados con los que lidian los humanos de forma inherente. Les cuesta localizar y agarrar pequeños objetos y carecen del fino control motor necesario para montar componentes.
Todos estos problemas son ejemplificados por una sola tarea: el montaje de una silla de IKEA. Es una actividad que muchos humanos ya habrán realizado con distintos grados de éxito, pero una que los robots sencillamente no pueden ejecutar. Al menos, aún no.
Francisco Suárez-Ruiz y Quang-Cuong Pham de la Universidad Tecnológica de Nanyang (Singapur) se han fijado el objetivo de montar una silla de IKEA con un robot, y ahora revelan los progresos que han logrado. Su robot no acaba de ser capaz de ejecutar la tarea al completo, pero ha dado importantes pasos en esa dirección.
La máquina en cuestión consta de dos brazos con seis ejes móviles, y cada brazo está equipado con pinzas paralelas para agarrar objetos. Estas pinzas no pueden manipular objetos dentro de "la mano" (es decir una vez cogidos), pero son comunes dentro de la industria así que las lecciones que están aprendiendo Suárez-Ruiz y Pham tendrán amplias aplicaciones.
Las pinzas también disponen de sensores de fuerza para determinar la que se necesita para agarrar y empujar un objeto hacia otro. El robot también tiene un sistema de visión compuesto por seis cámaras que pueden rastrear hasta cinco objetos con una precisión posicional de unos tres milímetros.
Es un conjunto de equipos impresionante pero se enfrenta a un rival formidable en forma de una silla de IKEA.
Suárez-Ruiz y Pham han descompuesto la labor de montaje en varias subtareas. Una de ellas es la introducción de un pequeño cilindro de madera, una espiga, dentro del agujero ubicado en otro palo de madera.
Esta actividad la componen tres tareas. Primero, un brazo ha de localizar y agarrar la espiga. Segundo, el otro brazo debe localizar y agarrar el palo de madera con el agujero. Finalmente, el robot tiene que localizar el agujero e introducir la espiga.
Ese robot enseguida se topa con varios problemas. El primero es que la espiga sólo mide unos pocos milímetros por lo que roza el límite de precisión posicional del sistema de visión.
Suárez-Ruiz y Pham resuelven esto con un protocolo según el cual el robot coloca las pinzas paralelas cerca de la espiga, mientras "nota" que está en contacto con la mesa. Entonces cierra lentamente las pinzas para agarrarla.
El palo resulta más sencillo de agarrar. Pero el agujero es difícil de localizar porque también se encuentra en el límite de lo que puede detectar el sistema de visión.
Suárez-Ruiz y Pham disponen de otro protocolo para resolver esto. El robot coloca la espiga sobre el palo, cerca del agujero, y realiza una secuencia preprogramada de movimientos para mapear el conto o de la superficie y sus bordes mediante sus sensores de fuerza. Entonces explora la superficie cercana al agujero con la espiga, empujándola contra la superficie con suavidad hasta que la espiga entre en el agujero.
Y ya está. Lograda la primera inserción robótica exitosa de una espiga de madera en un agujero bajo algo parecido a condiciones del mundo real. Suárez-Ruiz y Pham han publicado un vídeo de su robot en acción aquí.
Representa un paso importante hacia la tarea engañosamente difícil de montar una silla de IKEA. Y el dúo está empeñado en llevarlo más allá. "Este trabajo seguirá adelante hasta la consecución de todas las tareas requeridas para montar una silla de IKEA", afirman.
Claro que las condiciones no son exactamente las mismas con las que la mayoría de los humanos tenemos que lidiar. Las piezas están claramente visibles, colocadas sobre una mesa blanca y con buena iluminación, en lugar de esparcidas por el suelo de un ático mal iluminado y rodeadas por los restos del embalaje. Tampoco existen otras distracciones como piezas que faltan, ayudantes sabelotodo o niños que gritan.
Pero quizás el mayor problema sea que este sistema no puede interactuar con los humanos, que deben mantenerse totalmente al margen, no vaya a lesionarlos el robot. Es un problema con el que empiezan a toparse otros grupos.
Quizás juntos estos grupos podrán diseñar una máquina que pueda ejecutar tareas que requieren un fino control motor con éxito, bajo una variedad de condiciones del mundo real sin lesionar a los humanos que la rodeen. De muchas formas, este objetivo es el equivalente robótico del aterrizaje lunar - es una tarea extremadamente difícil, aunque fácil de imaginar, que podría tener un enorme impacto sobre la humanidad.
Cuando suceda, los robots realmente se habrán convertido en útiles electrodomésticos que bien podrían dominar algunos aspectos de nuestro mundo.
Ref: arxiv.org/abs/1509.04806 : A Framework for Fine Robotic Assembly