Un equipo de investigación de la NYU Tandon School of Engineering, con el apoyo de la Iniciativa Nacional de Robótica 2.0 de la National Science Foundation, está construyendo las bases de un sistema inalámbrico que aprovecha las comunicaciones inalámbricas ultrarrápidas de quinta generación (5G) para subcontratar las funciones de inteligencia artificial (IA) de un robot móvil a la nube de borde, el servidor en la nube más cercano al robot.

Los colaboradores, todos los cuales son miembros de la facultad del renombrado centro NYU WIRELESS de NYU Tandon para la investigación de telecomunicaciones, diseñará algoritmos de manipulación y locomoción que aborden algunos obstáculos técnicos importantes para hacer de las redes 5G un puente viable entre el robot y el servidor.

El cambio de las capacidades de IA del robot a un servidor remoto ofrece tentadores beneficios operativos, como permitir que los robots perciban el entorno, realizar operaciones complejas, y tomar decisiones de forma autónoma, todo ello sin incurrir en importantes costes de energía y peso de los equipos informáticos y de generación de energía a bordo.

Compuesto por Ludovic Righetti, profesor de los Departamentos de Ingeniería Eléctrica e Informática e Ingeniería Mecánica y Aeroespacial; y Siddharth Garg, Sundeep Rangan y Elza Erkip, profesores del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática, el equipo se enfocará en resolver problemas de confiabilidad, seguridad de la operación robótica bajo degradación de la comunicación, y escalabilidad a sistemas de múltiples robots.

La colaboración aporta experiencia en robótica (Righetti), arquitectura y computación de computadoras (Garg), redes inalámbricas (Rangan y Erkip), y teoría de la información (Erkip). Righetti, un nuevo empleado en Tandon, liderará el proyecto.

"El objetivo es diseñar algoritmos que distribuyan de manera óptima la computación entre los robots y la nube para una operación robótica segura garantizada, "dijo Erkip.

Rangan explicó que si bien la robótica en la nube se ha visto durante mucho tiempo como una forma de descargar la computación que consume energía, ha permanecido esquivo para la percepción y el control en tiempo real debido al ancho de banda limitado y la alta latencia de los sistemas de comunicación inalámbrica. Explicó que el problema se ve agravado por la necesidad de admitir los sistemas LIDAR y de vídeo, que consumen mucho ancho de banda, que se utilizan habitualmente en los robots en la actualidad.

"Los sistemas 5G ofrecen el potencial de velocidades de datos mucho más altas, pero la robótica en la nube en tiempo real sigue siendo un desafío, ", dijo." Una dificultad particular es que la comunicación 5G que utiliza las bandas de ondas milimétricas (mmWave) son muy susceptibles a bloqueos. Como resultado, los enlaces pueden tener altas velocidades de datos máximas, pero puede que solo esté disponible de forma intermitente ".

El proyecto considera varios aspectos de estos desafíos, incluido el modelado de canales 5G en escenarios de robótica, partición dinámica de tareas entre la nube y el robot, y el desarrollo de nuevos algoritmos de control que pueden aprovechar los enlaces de alta velocidad cuando están disponibles, pero que también funcionan cuando los enlaces están bloqueados.

"El objetivo final es ayudar al desarrollo de productos ligeros, autónomo, robótica conectada a la nube, "dijo Righetti, agregar que las actividades de divulgación, incluida la oferta gratuita de los algoritmos del equipo, será un aspecto importante de la demostración de las capacidades únicas de los sistemas robóticos habilitados para 5G. "Estamos reduciendo las barreras de entrada para los científicos y las industrias que buscan explotar la robótica habilitada para 5G mediante la distribución de los algoritmos que desarrollamos a través de código abierto ya socios industriales a través de NYU WIRELESS".

Explicó que el trabajo incluirá el desarrollo curricular basado en la investigación. "Esta iniciativa contribuirá a la formación de estudiantes de pregrado y posgrado; de hecho, estamos ofreciendo proyectos supervisados ​​con la posibilidad de trabajar directamente en plataformas experimentales de última generación ".