Estructuras como la Estación Espacial Internacional son demasiado grandes y pesadas para construirlas en la Tierra y luego lanzarlas a la Tierra como una sola pieza. En cambio, la ISS se montó en el espacio como un juego de Lego gigante, utilizando grandes módulos que se entregaron mediante múltiples lanzamientos de cohetes durante un período de 12 años. Eso es bastante difícil cuando se trata de una estructura diseñada para flotar en la órbita de la Tierra. Pero ¿qué pasa cuando la exploración espacial da el siguiente paso y la humanidad quiere construir construcciones complejas en lugares más lejanos, como por ejemplo en Marte?
Contenido
- El trabajo en equipo hace que el sueño del robot funcione
- Los equipos de robots están en todas partes
- Todo es cuestión de control
- Sólo el comienzo de la historia.
Ahí es donde un nuevo proyecto del MIT entra en juego. Encarnando el mantra “el trabajo en equipo hace que el sueño funcione”, muestra un sistema de pequeños robots colaborativos, apodados relativo robots, que algún día podrían trabajar juntos para construir estructuras de alto rendimiento, desde aviones hasta casas y el espacio. asentamientos.
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Los robots en forma de V, llamados exploradores bípedos de locomoción de celosía isotrópica (o BILL-E), se asemejan a brazos en miniatura. Moviéndose como gusanos, pueden unir pequeñas piezas modulares tridimensionales, llamadas vóxeles, en estructuras más grandes. De la misma manera que se puede reproducir en pantalla una imagen de cualquier complejidad usando simples cuadrados píxeles, la idea de los creadores de BILL-E es que los robots podrían lograr lo mismo en el mundo tridimensional. Los robots pueden recoger y colocar cada vóxel en su posición y luego conectarlo mediante un sistema de cierre especial que forma parte de cada unidad de construcción.
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"Nuestros robots pueden construir estructuras más grandes y más precisas que ellos mismos", dijo a Digital Trends Benjamin Jenett, uno de los principales investigadores del proyecto. “No hay ningún aumento en el costo de la infraestructura más allá de fabricar componentes de vóxeles individuales y robots simples. En este sentido, la complejidad geométrica tiene un costo mínimo o nulo. El ensamblaje robótico relativo utiliza un procedimiento simple y repetible para producir estructuras de alto rendimiento bajo demanda, donde el ensamblaje único es el ensamblaje final”.
El trabajo en equipo hace que el sueño del robot funcione
No hay duda de que los robots BILL-E del MIT que construyen vóxeles son apasionantes. Pero quizás el aspecto más interesante de ellos es lo que sugieren sobre la próxima frontera para los robots. Durante más de medio siglo, al menos desde que los investigadores de SRI International construyeron el primer robot móvil de uso general, los ingenieros se entusiasmaron con razón con la posibilidad de utilizar robots.
Hoy en día, los robots se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. Las personas que los construyen prometen que podrán realizar los trabajos aburridos, sucios, peligrosos y costosos para los que los humanos son menos aptos. Pero si bien un robot puede ser útil, cada vez es más equipos de robots que ofrecen una idea de dónde pueden ser más valiosos. La evidencia de dónde pueden triunfar los equipos de máquinas es evidente en todas las diferentes escalas. Hay pequeños robots como los relativos robots desarrollados por el MIT. Sin embargo, esos mismos principios de colaboración también se aplican a robots más grandes.
El año pasado, Boston Dynamics lanzó un video corto en el que dos robots SpotMini trabajaron juntos para lograr un objetivo común: abrir la puerta de una oficina. Éste es un ejemplo limitado y simplificado de colaboración, pero muestra, no obstante, cómo múltiples Las máquinas pueden trabajar juntas para realizar tareas que habrían sido mucho más difíciles, o incluso imposibles, en condiciones normales. los suyos propios.
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Existe una amplia variedad de problemas que estos robots colaborativos prometen resolver. En algunos casos, se trata de evitar o eliminar obstáculos, como en el caso de los SpotMinis que abren puertas. En otros, podría ser explorar grandes áreas utilizando múltiples robots, cada uno de los cuales sigue sus propios caminos individuales, pero coordinados para cubrir un área amplia sin pisarse unos a otros. Esto puede resultar útil para cosas como el mapeo. También puede permitir que los robots mejoren sus habilidades, aprendiendo mediante prueba y error y luego transmitiendo esta información a los demás miembros del grupo; permitiendo que todos los involucrados crezcan de manera más inteligente y a un ritmo más rápido.
Los equipos de robots están en todas partes
Hay ejemplos de robots colaborativos basados en equipos en todas partes. En la Universidad de Columbia en Nueva York, el profesor Hod Lipson y su equipo han desarrolló un enjambre de robots en forma de disco que pueden conectarse entre sí para formar una variedad de factores de forma diferentes. Por ejemplo, si necesita pasar a través de un espacio, los robots pueden reorganizarse en una forma que les permita atravesarlo, antes de volver a ensamblarse como una estructura más amplia en el otro lado.
Mientras tanto, como parte del programa Conceptos Avanzados Innovadores de la NASA, la reconocida agencia espacial está trabajando en un proyecto gira en torno a un grupo de robots llamados "cobots". Estos cobots pueden trabajar en equipo para explorar áreas como cuevas, pero también trabajar juntos para hacer posibles nuevos tipos de locomoción. Algún día, la NASA espera que puedan usarse para explorar otros planetas.
Estos enfoques son increíblemente emocionantes. Sin embargo, en ambos ejemplos los robots empleados son idénticos entre sí. Ese no tiene por qué ser el caso. De hecho, en muchos escenarios, podría ser más útil si los equipos de robots estuvieran formados por robots con habilidades muy diferentes. Ya sabes, como equipos eficientes de humanos.
Consideremos, por ejemplo, equipos de robots cooperativos que trabajan juntos en una misión de búsqueda y rescate después de un desastre natural. Esto es algo que ya es siendo explorado activamente debido al peligro inherente al envío de rescatistas humanos. Pero si bien tener varias unidades del mismo robot podría sin duda ser útil en ciertos rescates entornos, ser capaz de reunir robots con diferentes conjuntos de habilidades podría resultar aún más valioso.
Imagínese usar un robot de tipo explorador con capacidades ópticas avanzadas en combinación con un robot más pesado que está allí para quitar los escombros del camino o llevar comida y agua a las víctimas. Esta capacidad de utilizar varios tipos de robots juntos es algo que se está explorando actualmente en El gran desafío subterráneo de DARPA. Los participantes del concurso deberán desarrollar robots autónomos para explorar entornos subterráneos. Sin embargo, en lugar de limitarse a un tipo de robot, pueden crear equipos compuestos por varios tipos de máquinas, desde robots de cuatro patas inspirados en caninos hasta drones voladores.
Todo es cuestión de control
Como sabrá cualquiera que haya trabajado en equipo, el liderazgo es una gran cuestión cuando se trata de dictar objetivos. Cuando se trata de robots, esto no es menos preocupante y existen múltiples respuestas posibles.
"Empleamos una arquitectura de control centralizada, en lugar de distribuida", dijo Benjamin Jenett, investigador del proyecto BILL-E. “Esto significa que una sola entidad, en este caso una computadora portátil, calcula [toda] la secuencia de construcción y la planificación de la ruta del robot, y envía comandos de forma inalámbrica a los robots móviles. Luego, los robots ejecutan este camino que consiste en un pequeño conjunto de movimientos prescritos (pasar, girar, levantar, colocar) con una cantidad finita de detección de retroalimentación”.
Lograr que varios robots se comuniquen entre sí es un problema tremendamente complejo que requiere mucha planificación anticipada.
Jenett señala que este tipo de arquitectura de control centralizado puede lograr resultados óptimos más fácilmente ya que todo está programado con anticipación. En este caso, la “entidad única” a la que se refiere es como el director de proyecto en una obra de construcción: la planificación todo con anticipación y asegurándose de que cada miembro del equipo sepa lo que se supone que debe ser haciendo. Sin embargo, no es una solución perfecta ya que la hace vulnerable a un único punto de falla. Como resultado, Jenett dijo que el equipo está investigando sistemas de control distribuido para el futuro.
"Esto requiere más autonomía de los robots, [es decir] detección y toma de decisiones", dijo. "Pero creemos que nuestro hardware puede modificarse fácilmente para incorporar estos cambios en las próximas fases de este trabajo".
Este desafío continuará en los años venideros. Lograr que varios robots se comuniquen entre sí es un problema tremendamente complejo que requiere mucha planificación anticipada. Sin embargo, los avances en inteligencia de enjambre también permitirán que los robots funcionen juntos en ciertas aplicaciones con formas distribuidas de inteligencia. Como una bandada de pájaros, donde cada pájaro responde a sus vecinos más cercanos pero ningún pájaro lidera la bandada, esto tiene un enorme potencial. Especialmente cuando se trata de improvisar estrategias.
Sólo el comienzo de la historia.
En este momento, todavía estamos al comienzo de este viaje en particular. Al igual que las colaboraciones entre humanos y robots en el lugar de trabajo, los equipos colaborativos de robots siguen siendo en gran medida competencia de los laboratorios de investigación. Pero las cosas no seguirán así.
Como lo demuestra todo, desde Robots de reparto de Starship Technologies a ANYbotics Cualquier robot de inspección de plataformas petroleras, los robots se están convirtiendo en parte de la vida cotidiana. Y donde, en este momento, las empresas emplean uno o dos robots para realizar tareas, ese número seguramente aumentará.
Así que será mejor que empiecen a llevarse bien, por el bien de todos.
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