Cada año, miles de carpinteros se lesionan las manos y los dedos al realizar tareas peligrosas como serrar.

En un esfuerzo por minimizar las lesiones y permitir que los carpinteros se concentren en el diseño y otras tareas más amplias, un equipo del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT (CSAIL) ha creado AutoSaw, un sistema que permite a los no expertos personalizar diferentes elementos que luego se pueden construir con la ayuda de robots.

Los usuarios pueden elegir entre una variedad de plantillas diseñadas por carpinteros para sillas, escritorios y otros muebles. El equipo dice que AutoSaw podría eventualmente usarse para proyectos tan grandes como una plataforma o un porche.

"Si está construyendo una plataforma, tienes que cortar grandes secciones de madera a medida, y eso se hace a menudo en el sitio, "dice el postdoctorado de CSAIL Jeffrey Lipton, quien fue el autor principal de un artículo relacionado sobre el sistema. "Cada vez que pones una mano cerca de una hoja, estás en riesgo. Para evitar eso, hemos automatizado en gran medida el proceso utilizando una sierra de calar y una sierra de calar ".

El sistema también ofrece flexibilidad para diseñar muebles que se adapten a casas y apartamentos con limitaciones de espacio. Por ejemplo, podría permitir a un usuario modificar un escritorio para acomodarse en una sala de estar en forma de L, o personalizar una mesa para que quepa en una micrococina.

"Los robots ya han permitido la producción en masa, pero con inteligencia artificial (IA) tienen el potencial de permitir la personalización masiva y la personalización en casi todo lo que producimos, ", dice la directora y coautora de CSAIL, Daniela Rus." AutoSaw muestra este potencial de fácil acceso y personalización en carpintería ".

El papel, que se presentará en mayo en la Conferencia Internacional sobre Robótica y Automatización (ICRA) en Brisbane, Australia, fue coescrito por Lipton, Rus, y Ph.D. estudiante Adriana Schulz. Otros coautores incluyen al profesor del MIT Wojciech Matusik, Doctor. estudiante Andrew Spielberg, y el licenciado Luis Trueba.

Cómo funciona

El software no es un concepto extraño para algunos carpinteros. El "Control Numérico por Computadora" (CNC) puede convertir diseños en números que se alimentan a herramientas especialmente programadas para su ejecución. Sin embargo, las máquinas utilizadas para la fabricación CNC suelen ser grandes y engorrosas, y los usuarios están limitados al tamaño de las herramientas CNC existentes.

Como resultado, muchos carpinteros siguen utilizando sierras rompecabezas, y otras herramientas manuales de bajo costo, fácil de mover, y simple de usar. Estas herramientas si bien es útil para la personalización, aún ponen a las personas en un alto riesgo de lesiones.

AutoSaw se basa en el conocimiento experto para diseñar, y robótica para las tareas de corte más riesgosas. Usando el sistema CAD existente OnShape con una interfaz de plantillas de diseño, los usuarios pueden personalizar sus muebles según el tamaño, robustez, y estética. Una vez finalizado el diseño, se envía a los robots para ayudar en el proceso de corte utilizando la sierra de calar y la sierra para cortar.

Para cortar madera, el equipo utilizó un software de seguimiento de movimiento y pequeños robots móviles, un enfoque que ocupa menos espacio y es más rentable que los brazos robóticos grandes.

Específicamente, el equipo utilizó un Roomba modificado con una sierra de calar adjunta para cortar madera de cualquier forma en una tabla. Para picar, el equipo usó dos YouBots Kuka para levantar la viga, colóquelo en la sierra de corte, y corte.

"Agregamos pinzas blandas a los robots para darles más flexibilidad, como el de un carpintero humano, "dice Lipton." Esto significaba que podíamos confiar en la precisión de las herramientas eléctricas en lugar de los robots de cuerpo rígido ".

Después de que los robots terminen de cortar, el usuario luego ensambla el nuevo mueble siguiendo las instrucciones paso a paso del sistema.

Democratizar el mobiliario a medida

Al probar el sistema, Las simulaciones de los equipos mostraron que podían construir una silla, cobertizo, y cubierta. Usando los robots, el equipo también hizo una tabla con una precisión comparable a la de un humano, sin que una mano real se acerque a una hoja.

"Ha habido muchos logros recientes de IA en entornos virtuales, como tocar Go y componer música, "dice Hod Lipson, profesor de ingeniería mecánica y ciencia de datos en la Universidad de Columbia. "Sistemas que pueden funcionar en entornos físicos no estructurados, como este sistema de carpintería, son notoriamente difíciles de hacer. Este es realmente un paso adelante fascinante ".

Si bien AutoSaw sigue siendo una plataforma de investigación, en el futuro, el equipo planea utilizar materiales como la madera, e integrar tareas complejas como taladrar y pegar.

"Nuestro objetivo es democratizar la personalización de muebles, ", dice Schulz." Estamos tratando de abrir un campo de oportunidades para que los usuarios no estén atados a lo que han comprado en Ikea. En lugar de, pueden hacer lo que mejor se adapte a sus necesidades ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.