Con los avances recientes en inteligencia artificial y tecnología robótica, existe un interés creciente en desarrollar y comercializar robots domésticos capaces de manejar una variedad de tareas domésticas.

Tesla está construyendo un robot humanoide que, según el CEO Elon Musk, podría usarse para cocinar y ayudar a las personas mayores. Amazon adquirió recientemente iRobot, un destacado fabricante de aspiradoras robóticas, y ha estado invirtiendo fuertemente en la tecnología a través del programa Amazon Robotics para expandir la tecnología robótica al mercado de consumo. En mayo de 2022, Dyson, una empresa reconocida por sus aspiradoras eléctricas, anunció que planea construir el centro de robótica más grande del Reino Unido dedicado a desarrollar robots domésticos que realicen tareas domésticas diarias en espacios residenciales.

A pesar del creciente interés, es posible que los posibles clientes tengan que esperar un tiempo para que esos robots salgan al mercado. Si bien los dispositivos como los termostatos inteligentes y los sistemas de seguridad se usan ampliamente en los hogares hoy en día, el uso comercial de los robots domésticos aún está en pañales.

Como investigador de robótica, sé de primera mano que los robots domésticos son considerablemente más difíciles de construir que los dispositivos digitales inteligentes o los robots industriales.

Manejo de objetos

Una diferencia importante entre los dispositivos digitales y robóticos es que los robots domésticos necesitan manipular objetos a través del contacto físico para realizar sus tareas. Tienen que cargar los platos, mover las sillas y recoger la ropa sucia y colocarla en la lavadora. Estas operaciones requieren que el robot sea capaz de manejar objetos frágiles, blandos ya veces pesados ​​con formas irregulares.

Los algoritmos de inteligencia artificial y aprendizaje automático de última generación funcionan bien en entornos simulados. Pero el contacto con objetos en el mundo real a menudo los hace tropezar. Esto sucede porque el contacto físico suele ser difícil de modelar y aún más difícil de controlar. Si bien un ser humano puede realizar fácilmente estas tareas, existen importantes obstáculos técnicos para que los robots domésticos alcancen la capacidad humana para manipular objetos.

Los robots tienen dificultades en dos aspectos de la manipulación de objetos:control y detección. Muchos manipuladores de robots de recogida y colocación, como los de las líneas de montaje, están equipados con una pinza simple o herramientas especializadas dedicadas solo a ciertas tareas, como agarrar y transportar una pieza en particular. A menudo tienen dificultades para manipular objetos con formas irregulares o materiales elásticos, especialmente porque carecen de la fuerza eficiente o la retroalimentación háptica con la que los humanos están naturalmente dotados. La construcción de una mano robótica de uso general con dedos flexibles sigue siendo técnicamente desafiante y costosa.

También vale la pena mencionar que los manipuladores de robots tradicionales requieren una plataforma estable para operar con precisión, pero la precisión disminuye considerablemente cuando se usan con plataformas que se mueven, particularmente en una variedad de superficies. La coordinación de la locomoción y la manipulación en un robot móvil es un problema abierto en la comunidad de robótica que debe abordarse antes de que los robots domésticos de amplia capacidad puedan llegar al mercado.

Les gusta la estructura

En una cadena de montaje o un almacén, el entorno y la secuencia de tareas están estrictamente organizados. Esto permite a los ingenieros preprogramar los movimientos del robot o usar métodos simples como códigos QR para ubicar objetos o ubicaciones objetivo. Sin embargo, los artículos del hogar a menudo están desorganizados y colocados al azar.

Los robots domésticos deben lidiar con muchas incertidumbres en sus espacios de trabajo. El robot primero debe ubicar e identificar el elemento objetivo entre muchos otros. Muy a menudo también requiere despejar o evitar otros obstáculos en el espacio de trabajo para poder alcanzar el elemento y realizar tareas determinadas. Esto requiere que el robot tenga un excelente sistema de percepción, habilidades de navegación eficientes y una capacidad de manipulación potente y precisa.

Por ejemplo, los usuarios de aspiradoras robóticas saben que deben retirar todos los muebles pequeños y otros obstáculos, como cables, del suelo, porque incluso la mejor aspiradora robótica no puede eliminarlos por sí solo. Aún más desafiante, el robot tiene que operar en presencia de obstáculos en movimiento cuando las personas y las mascotas caminan cerca.

Hacerlo simple

Si bien parecen sencillas para los humanos, muchas tareas domésticas son demasiado complejas para los robots. Los robots industriales son excelentes para operaciones repetitivas en las que se puede preprogramar el movimiento del robot. Pero las tareas domésticas a menudo son exclusivas de la situación y pueden estar llenas de sorpresas que requieren que el robot tome decisiones constantemente y cambie su ruta para realizar las tareas.

Piensa en cocinar o lavar los platos. En el transcurso de unos minutos de cocción, puede agarrar una sartén para saltear, una espátula, la perilla de una estufa, la manija de la puerta del refrigerador, un huevo y una botella de aceite de cocina. Para lavar una sartén, normalmente la sostiene y la mueve con una mano mientras frota con la otra, y se asegura de que se eliminen todos los residuos de alimentos cocinados y luego se enjuaga todo el jabón.

Ha habido un desarrollo significativo en los últimos años utilizando el aprendizaje automático para entrenar a los robots para que tomen decisiones inteligentes al elegir y colocar diferentes objetos, lo que significa agarrar y mover objetos de un lugar a otro. Sin embargo, poder entrenar robots para que dominen todos los diferentes tipos de herramientas de cocina y electrodomésticos sería otro nivel de dificultad incluso para los mejores algoritmos de aprendizaje.

Sin mencionar que las casas de las personas a menudo tienen escaleras, pasillos estrechos y estantes altos. Esos espacios de difícil acceso limitan el uso de los robots móviles actuales, que suelen utilizar ruedas o cuatro patas. Los robots humanoides, que se asemejarían más a los entornos que los humanos construyen y organizan por sí mismos, aún no se han utilizado de manera confiable fuera de los entornos de laboratorio.

Una solución a la complejidad de las tareas es construir robots para propósitos especiales, como robots aspiradores o robots de cocina. Es probable que en un futuro próximo se desarrollen muchos tipos diferentes de tales dispositivos. Sin embargo, creo que los robots domésticos de uso general todavía están muy lejos. + Explora más

Los robots aprenden las tareas del hogar observando a los humanos

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.