Robo-Perception #4 – Robohub

Fuente: DALL·E 2 de OpenAI con aviso “una imagen hiperrealista de un robotic leyendo las noticias en una computadora portátil en una cafetería”

¡Bienvenido a la cuarta edición de Robo-Perception, una actualización quincenal de noticias sobre robótica! En esta publicación, nos complace compartir una variedad de nuevos avances en el campo y resaltar el progreso de los robots en áreas como aplicaciones móviles, limpieza, minería submarina, flexibilidad, bienestar humano, tratamientos para la depresión e interacciones humanas.

Adaptaciones simplificadas del comportamiento del robotic móvil

En el mundo de las adaptaciones de sistemas, investigadores de la Universidad Tecnológica de Eindhoven han introducido una metodología que cierra la brecha entre los desarrolladores de aplicaciones y los ingenieros de management en el contexto de la adaptación del comportamiento de los robots móviles. Este enfoque aprovecha las descripciones simbólicas del comportamiento de los robots, conocidas como “semántica del comportamiento”, y las traduce en acciones de management a través de un “mapa semántico”. Esta innovación tiene como objetivo simplificar la programación de management de movimiento para aplicaciones de robots móviles autónomos y facilitar la integración entre el software program de management de varios proveedores. Al establecer una capa de interacción estructurada entre las capas de aplicación, interacción y management, esta metodología podría simplificar la complejidad de las aplicaciones de robots móviles, lo que podría conducir a sistemas de navegación y exploración subterránea más eficientes.

La perspectiva frontal de la plataforma móvil (muestra los componentes de {hardware} con flechas azules). Fuente.

Nuevo robotic para la limpieza del hogar

Hablando de robots útiles, Universidad de Princeton ha creado un robotic llamado TidyBot para afrontar el reto de ordenar el hogar. A diferencia de tareas simples como mover objetos, la limpieza del mundo actual requiere que un robotic diferencie los objetos, los coloque correctamente y evite dañarlos. TidyBot logra esto mediante una combinación de destreza física, reconocimiento visible y comprensión del lenguaje. Equipado con un brazo robótico móvil, un modelo de visión y un modelo de lenguaje, TidyBot puede identificar objetos, colocarlos en lugares designados e incluso inferir acciones adecuadas con una tasa de precisión del 85%. El éxito de TidyBot demuestra su potencial para realizar tareas domésticas complejas.

TidyBot en funcionamiento. Fuente.

Robots mineros en aguas profundas

Cambiando nuestro enfoque a los entornos submarinos, investigadores están abordando los obstáculos de eficiencia que enfrenta la minería en aguas profundas a través de una planificación de ruta innovadora para vehículos mineros robóticos autónomos. Dado que los nódulos de manganeso de las profundidades marinas tienen un potencial significativo, estos vehículos robóticos son esenciales para su recolección. Al perfeccionar los métodos de planificación de rutas, los investigadores pretenden mejorar la eficiencia de estos vehículos a la hora de atravesar terrenos submarinos desafiantes evitando obstáculos. Este desarrollo podría conducir a una extracción de recursos más eficaz y responsable del fondo del océano, contribuyendo a la utilización sostenible de valiosos recursos minerales.

Diagrama que muestra el marco operativo del sistema minero de aguas profundas. Fuente.

Robots blandos avanzados con destreza y flexibilidad.

En lo que respecta al campo del movimiento robótico, recientemente investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghai han desarrollado robots blandos a pequeña escala con una destreza notable, que permiten cambios inmediatos y reversibles en la dirección del movimiento y la reconfiguración de la forma. Estos robots, impulsados ​​por un músculo synthetic de elastómero dieléctrico activo y un diseño único de pie de purple quiral, pueden cambiar de dirección durante un movimiento rápido con una sola entrada de voltaje. El pie de purple quiral genera varios comportamientos de locomoción, incluido el movimiento hacia adelante, hacia atrás y round, ajustando las frecuencias de voltaje. Además, la combinación de este diseño estructural con materiales con memoria de forma permite a los robots realizar tareas complejas como navegar por túneles estrechos o formar trayectorias específicas. Esta innovación abre la puerta a robots blandos autónomos de próxima generación capaces de una locomoción versátil.

El robotic blando logra un movimiento round en dirección derecha o izquierda colocando el pie de celosía hacia los lados respectivos. Fuente.

Perros robóticos utilizados para consolar a los pacientes

Centrándonos en el uso de robots en el campo de la atención sanitaria, estudiantes de stanfordjunto con investigadores y médicos, se han asociado con líderes de la industria de la inteligencia synthetic y la robótica para mostrar nuevos perros robóticos diseñados para interactuar con pacientes pediátricos en el Lucile Packard Kids’s Hospital. Los pacientes del hospital tuvieron la oportunidad de interactuar con los juguetones robots, demostrando los posibles beneficios de estas mascotas mecánicas para el bienestar de los niños durante su estancia en el hospital. Los robots, llamados Pupper, fueron desarrollados por estudiantes de ingeniería y operados mediante controladores portátiles. El objetivo de la demostración period estudiar la interacción entre los robots y los pacientes pediátricos, explorando formas de mejorar la experiencia clínica y reducir la ansiedad.

Un paciente jugando con el perro robótico. Fuente.

Las innovaciones robóticas podrían ayudar con la depresión

En la misma línea que mejorar el bienestar, un estudio piloto reciente ha explorado los beneficios potenciales del uso de la robótica en la estimulación magnética transcraneal (EMT) para el tratamiento de la depresión. Investigadores dirigidos por Hyunsoo Shin desarrolló un robotic TMS personalizado diseñado para mejorar la precisión de la colocación de la bobina TMS en el cerebro, un aspecto elementary de un tratamiento eficaz. Al emplear el sistema robótico, redujeron el tiempo de preparación en un 53 % y minimizaron significativamente los errores en el posicionamiento de la bobina. El estudio encontró efectos terapéuticos comparables sobre la gravedad de la depresión y el flujo sanguíneo cerebral regional (rCBF) entre los métodos robóticos y manuales de EMT, lo que arroja luz sobre el potencial de la asistencia robótica para mejorar la precisión y eficiencia de los tratamientos de EMT.

Configuración de la estimulación magnética transcraneal repetitiva robótica (EMTr) dentro de la instalación de tratamiento y dispositivo de posicionamiento robótico para la colocación automatizada de la bobina. Fuente.

Investigación avanzada sobre ojos robóticos

Finalmente, en el mundo de la mejora entre humanos y robots, un estudio realizado por investigadores de diversas instituciones ha explorado el potencial del uso de ojos de robotic como señales predictivas en la interacción humano-robot (HRI). El estudio tenía como objetivo comprender si el diseño de ojos robóticos predictivos podría mejorar las interacciones entre humanos y robots y cómo hacerlo. Se probaron cuatro tipos diferentes de diseños de ojos, incluidas flechas, ojos humanos y dos diseños de ojos de robotic antropomórficos. Los resultados indicaron que los ojos robóticos antropomórficos abstractos, que imitan ciertos aspectos de la atención humana, fueron más efectivos para dirigir la atención de los participantes y desencadenar cambios reflejos. Estos hallazgos sugieren que la incorporación de ojos antropomórficos abstractos en el diseño de robots podría mejorar la previsibilidad de los movimientos del robotic y mejorar el HRI.

Los cuatro tipos de estímulos. La primera fila muestra los estímulos humano (izquierda) y de flecha (derecha). La segunda fila muestra los ojos abstractos del robotic antropomórfico. Fotografía del sujeto del cuestionario, el robotic cooperativo Sawyer. Fuente.

El flujo continuo de progreso observado en diversos dominios subraya la naturaleza adaptable y en constante progreso de la tecnología robótica, revelando vías novedosas para su incorporación en un espectro de industrias. El avance gradual en el ámbito de la robótica refleja esfuerzos persistentes e insinúa las posibles implicaciones que estos avances podrían tener para el futuro.

Fuentes:

1. Chen, HL, Hendrikx, B., Torta, E., Bruyninckx, H. y van de Molengraft, R. (2023, 10 de julio). Adaptación del comportamiento de robots móviles mediante composiciones de mapas semánticos de controladores basados ​​en restricciones.. Fronteras.
2. Princeton Engineering: los ingenieros limpian con TidyBot. (Dakota del Norte). Ingeniería de Princeton. Consultado el 30 de agosto de 2023.
3. Xie, Y., Liu, C., Chen, X., Liu, G., Leng, D., Pan, W. y Shao, S. (2023, 12 de julio). Investigación sobre la planificación de la ruta de un vehículo autónomo de extracción de nódulos de manganeso basado en un sistema de elevación de minería. Fronteras.
4. Wang, D., Zhao, B., Li, X., Dong, L., Zhang, M., Zou, J. y Gu, G. (2023). Diestros robots blandos impulsados ​​eléctricamente con diseño de pie de celosía quiral reconfigurable. Comunicaciones de la naturaleza, 14(1), 5067.
5. Universidad, S. (2023, 1 de agosto). Perros robotic desataron la alegría en el hospital de Stanford. Informe Stanford.
6. Shin, H., Jeong, H., Ryu, W., Lee, G., Lee, J., Kim, D., Track, I.-U., Chung, Y.-A. y Lee, S. (2023). Estimulación magnética transcraneal robótica en el tratamiento de la depresión: un estudio piloto. Informes Científicos, 13(1), 14074.
7. Onnasch, L., Schweidler, P. y Schmidt, H. (3 de julio de 2023). El potencial de los ojos de los robots como señales predictivas en HRI: un estudio de seguimiento ocular. Fronteras.