Cuando se trata de la evolución de los robots móviles, puede pasar mucho tiempo antes de que los robots con patas puedan interactuar de manera segura en el mundo real, según un nuevo estudio.
Dirigido por un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Ohio, el estudio publicado recientemente en la Conferencia Internacional IEEE/RSJ sobre Robots y Sistemas Inteligentes (IROS) 2022 describe un marco para probar y caracterizar la seguridad de los robots con patas, máquinas que, a diferencia de sus contrapartes con ruedas, se basan en extremidades mecánicas para el movimiento. El estudio encontró que muchos modelos robóticos con patas actuales no siempre actúan de manera predecible en respuesta a situaciones de la vida real, lo que significa que es difícil predecir si fallarán o tendrán éxito en cualquier tarea que requiera movimiento.
«Nuestro trabajo revela que estos sistemas robóticos son complejos y, lo que es más importante, antiintuitivos», dijo Bowen Weng, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica e informática en el estado de Ohio. «Significa que no puede confiar en la capacidad del robot para saber cómo reaccionar en ciertas situaciones, por lo que la integridad de las pruebas se vuelve aún más importante».
A medida que los robots móviles evolucionan para llevar a cabo tareas más diversas y sofisticadas, muchos miembros de la comunidad científica también señalan que la industria necesita un conjunto de normas de prueba de seguridad universales, especialmente porque los robots y otras inteligencias artificiales han comenzado a fluir gradualmente en nuestra vida cotidiana. Especialmente los robots con patas, que a menudo están hechos de metal y pueden correr a una velocidad de hasta 20 mph, podrían convertirse rápidamente en riesgos para la seguridad cuando se espera que operen junto a humanos en entornos reales y, a menudo, impredecibles, dijo Weng.
«La prueba se trata realmente de evaluar el riesgo, y nuestro objetivo es investigar cuánto riesgo presenta actualmente la robótica para los usuarios o clientes mientras está en condiciones de trabajo», dijo.
Si bien actualmente existen algunas especificaciones de seguridad para el despliegue de robots con patas, Weng señaló que aún no existe un acuerdo común sobre cómo probarlos en el campo.
Este estudio desarrolla el primer marco de prueba de seguridad basado en escenarios y basado en datos de este tipo para robots con patas, dijo Weng.
«En el futuro, estos robots podrían tener la oportunidad de vivir con seres humanos uno al lado del otro, y lo más probable es que sean producidos en colaboración por múltiples partes internacionales», dijo. «Por lo tanto, contar con normas de seguridad y pruebas es extremadamente importante para el éxito de este tipo de producto».
La investigación, que se inspiró en parte en el trabajo de Weng como investigador de seguridad de vehículos en el Centro de Investigación de Transporte, que se asocia con la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras, aprovecha los algoritmos de aprendizaje automático basados en muestras para discernir cómo fallarían los robots simulados durante la vida real. prueba mundial.
Aunque se pueden usar varios factores para caracterizar el rendimiento de seguridad general de un robot, este estudio analizó un conjunto de condiciones bajo las cuales el robot no se caería mientras navegaba activamente por un nuevo entorno. Y debido a que muchos de los algoritmos que utilizó el equipo se derivaron de experimentos de robótica anteriores, pudieron diseñar múltiples escenarios para ejecutar las simulaciones.
Un ensayo se centró en estudiar la capacidad del robot para moverse mientras realizaba tareas con diferentes pasos, como caminar hacia atrás o quedarse quieto. En otro, los investigadores probaron si el robot se caería si se lo empujaba periódicamente con suficiente fuerza para alterar su dirección.
El estudio mostró que mientras un robot no se mantuvo erguido durante 3 de 10 intentos cuando se le pidió que acelerara un poco su marcha, otro pudo permanecer erguido durante 100 intentos cuando se le empujó desde su lado izquierdo, pero se cayó durante 5 de 10 intentos cuando la misma fuerza se aplicó a su lado derecho.
Eventualmente, el marco de los investigadores podría ayudar a certificar el despliegue comercial de robots con patas y ayudar a establecer un punto de referencia de seguridad para los robots creados con diferentes estructuras y propiedades, aunque Weng señaló que pasará un tiempo antes de que pueda implementarse.
«Creemos que este enfoque basado en datos ayudará a crear una forma imparcial y más eficiente de hacer observaciones de robots en las condiciones de un entorno de prueba», dijo. «Para lo que estamos trabajando no es inmediato, sino para los investigadores en el futuro».
Los coautores fueron Guillermo Castillo y Ayonga Hereid del estado de Ohio, y Wei Zhang de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur en Shenzhen, China. Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.
