Investigadores del Instituto Italiano de Tecnología (IIT) han propuesto recientemente un formalismo de dinámica acoplada y un nuevo enfoque para explotar interacciones útiles con robots humanoides. Su papel que fue prepublicado en arXiv, también presenta una serie de tareas, Técnicas basadas en socios para el control de robots humanoides.

"Los robots están evolucionando a un ritmo rápido, y muchos desarrollos recientes están dirigidos a derribar las vallas en las que se encuentran actualmente los robots y hacerlos más seguros para interactuar físicamente con el medio ambiente y las personas, "Yeshasvi Tirupachuri, uno de los investigadores que realizó el estudio, dijo a TechXplore.

Los robots humanoides están diseñados para parecerse a los humanos, personificando habilidades antropomórficas que les permitan involucrarse activamente con los entornos humanos. Además de garantizar que sean reactivos a las interacciones físicas con agentes externos, este equipo de investigadores del IIT también está tratando de hacerlos capaces de participar e interactuar activamente con los agentes para lograr un objetivo común.

"Creemos que este enfoque de investigación permite que un robot sea más ingenioso en muchas tareas, ya sea para ayudar a los humanos o para aumentar las capacidades humanas, "Dice Tirupachuri.

El Instituto Italiano de Tecnología (IIT) está trabajando actualmente en un proyecto llamado An.Dy, financiado por la Comisión Europea, destinado a mejorar la colaboración humano-robot y robot-robot. Sus recientes esfuerzos de investigación se enfocaron particularmente en comprender y explotar las interacciones físicas de los robots humanoides con agentes externos.

"Los principales objetivos de nuestro estudio fueron formular un marco matemático general, es decir, un idioma, a través del cual un robot puede comprender sus interacciones físicas con agentes externos, así como definir cómo se pueden aprovechar estas interacciones para la realización de cualquier tarea por parte del robot, "Dijo Tirupachuri.

En su artículo publicado recientemente, los investigadores presentaron un formalismo de dinámica acoplada y un nuevo enfoque para mejorar las interacciones con robots humanoides, así como nuevas tareas basadas en tareas, Técnicas basadas en socios para el control de robots humanoides.

"Un robot es un sistema compuesto por múltiples cuerpos rígidos, "Tirupachuri explicó." Las leyes de la física que gobiernan tal sistema de cuerpos rígidos están encapsuladas en la dinámica del sistema que ayuda a comprender cómo el sistema evoluciona en el tiempo bajo influencias externas. En caso de múltiples agentes involucrados en interacción física, la dinámica de los agentes individuales, observado de forma aislada, no proporcionará suficiente información para entender la evolución de su sistema ".

Esta limitación se debe principalmente a las complejidades del acoplamiento mecánico durante las interacciones físicas de un robot humanoide. Según los investigadores, para comprender mejor estas interacciones, deben considerar la dinámica de ambos sistemas que interactúan juntos, en lugar de de forma aislada.

Por lo tanto, tomamos en cuenta la dinámica del sistema combinado y presentamos un formalismo de dinámica acoplada a través del cual la dinámica del robot puede entenderse a fondo bajo interacciones físicas con cualquier agente externo, "Dijo Tirupachuri." Hacia este objetivo, la dinámica de los agentes que interactúan también se formulan en un lenguaje matemático, similar al sistema de robot, utilizando supuestos de cuerpo rígido ".

Típicamente, Los sensores de fuerza-par se colocan en un robot humanoide, permitiéndole dar sentido a las perturbaciones externas causadas por un agente externo que interactúa. Los investigadores, sin embargo, decidió centrarse específicamente en los esfuerzos realizados por un agente externo mientras se relacionaba con un sistema robótico.

"El esfuerzo de un agente es, en gran parte, autogobernado y autorregulado, incluso bajo interacciones físicas, "Tirupachuri explicó." Bajo los supuestos de los sistemas de cuerpos rígidos, El esfuerzo de un agente está representado cuantitativamente por los pares de torsión articulares. Entonces, a través de la dinámica acoplada, Nuestras técnicas de control permiten al robot comprender cómo se están produciendo las interacciones con un agente externo en términos del esfuerzo del agente. Finalmente, el robot aprovecha este esfuerzo si es útil para lograr un objetivo común ".

En contraste con los esfuerzos anteriores, por lo tanto, el enfoque ideado por Tirupachuri y sus colegas tiene como objetivo mejorar la conciencia de un robot de los agentes externos con los que está interactuando. Su investigación podría allanar el camino hacia el desarrollo de robots humanoides más receptivos que se desempeñen mejor en tareas que involucran interacciones humano-robot.

"El escenario que estamos imaginando involucra a un humano y un robot humanoide involucrados en la interacción física, ", Dijo Tirupachuri." Este tipo de escenario será importante en el entorno de trabajo futuro, donde los robots y los humanos colaborarán para fomentar la 'ergonomía' del espacio de trabajo, evitando así situaciones peligrosas para la salud humana. En tal escenario, el humano usa un traje sensorizado que ejecuta un algoritmo novedoso desarrollado por nuestro equipo para obtener información cinemática y dinámica completa en tiempo real del humano ".

Mientras probaba su marco de control general en dos robots iCub humanoides, los investigadores se encontraron con una serie de desafíos que deben abordarse adecuadamente para hacer avanzar el proyecto.

"Las principales limitaciones a las que nos enfrentamos se deben a algunos aspectos del diseño mecánico actual de las manos iCub que claramente no son capaces de realizar ningún agarre de poder para participar en una interacción física prolongada entre sí, ", Dijo Tirupachuri." Ahora estamos desarrollando un nuevo artilugio mecánico para superar esta deficiencia ".

Tirupachuri y sus colegas ahora están trabajando en un sistema de estimación de la dinámica humana en tiempo real. Una vez que este sistema esté completamente desarrollado, planean validar aún más su teoría realizando más experimentos con un agente humano y un robot humanoide.

"También estamos en las etapas iniciales del diseño experimental para implementar nuestro enfoque en un sistema robótico de exoesqueleto que ayudará a un ser humano a realizar tareas aéreas en una línea de montaje en un entorno de taller industrial". ", Dijo Tirupachuri." Esto tiene como objetivo mejorar la comodidad de los humanos al proporcionar apoyo ergonómico para realizar la tarea repetidamente ".

Finalmente, Los investigadores también están investigando nuevos escenarios de interacción física que involucran a dos robots, por ejemplo, llevar objetos juntos. Estas tareas conllevan desafíos adicionales, ya que el diseño de control deberá tener en cuenta la dinámica del objeto y al mismo tiempo considerar la autonomía compartida de los dos robots para realizar la tarea con éxito.

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