martes, 7 de junio de 2011

Sorprendentes robots modulares

Hace tiempo que tengo ganas de escribir unas líneas sobre este tema, pero por un motivo u otro siempre lo dejo para otro momento. Sin embargo, hoy por la mañana me di una vuelta por el blog Microsiervos y me encontré con un video que llamó mi atención, por lo que decidí que era el momento de escribir alguna líneas. El artículo en cuestión se llama Cubelets: un prototipo de unos cacharritos para hacer prototipos, y puede resumirse con el siguiente video:


Cubelets Engineering Prototypes from eric schweikardt on Vimeo.

Estos aparatitos los fabrica y comercializa la empresa Modular Robotics, un spin-off de la Universidad Carnegie Mellon. Los cubelets son un kit robótico didáctico pensado para niños, aunque la tecnología detrás de ellos no es un juego de niños. De hecho, estos veinte inocentes cubos, que se pueden conseguir a unos 300 USD en la web de Modular Robotics, son un ejemplo bastante simple (pero no trivial) de lo que se llama robótica modular. Hay varios centros de investigación en el mundo que están trabajando sobre este tópico, algunos de ellos muy sorprendentes.


Hace ya un tiempo, también en Microsiervos, había visto una noticia similar: Mini-robots que se auto-ensamblan y se ayudan los unos a los otros. El video muestra un pequeño enjambre de mini-robots del tamaño de un dado, que se mueven nerviosamente y destellan unos LEDs. Al cabo de unos segundos se ve como estos robots empiezan a unirse y conforman unidades de mayor complejidad, como un robot de cuatro patas y una serpiente. Si bien el video está filmado con una técnica que parece de stop-motion, lo cual le quita fluidez y realismo, las cosas que pueden hacer estos robots son sorprendentes.



Los que tampoco se quedan atrás son los robots del Instituto Nacional de Tecnología y Ciencia Industrial (AIST) en Japón, donde han desarrollado un robot denominado M-TRAN, siglas de Modular TRANsformer. Los videos sobre el último de los modelos, el M-TRAN III son algo digno de ver. Lamentablemente los videos disponibles en la web del AIST no están cargados en Youtube, por lo que no puedo insertarlos aquí (o no sé hacerlo). Encontré un par de videos en Youtube que no son tan espectaculares, pero al menos sirvan para dar una idea. Pero si entran en la página web del AIST van a ver algunos videos muy interesantes, como la metamorfosis de dos conjuntos de módulos en uno solo, o la transformación de un robot que camina en cuatro patas a una especie de víbora que se arrastra para poder pasar debajo de una valla.





Volviendo a la Universidad de Carnegie Mellon, el Laboratorio de Biorobótica de dicha universidad ha desarrollado unos robots que se mueven como serpientes. Estos robots no solo se desplazan por el piso como una serpiente, sino que trepan objetos, se elevan y se mantienen erguidos. Esto último representa un problema de estabilidad más que complejo para el sistema de control. Por cierto, más allá del problema del control, resulta un poco inquietante ver como el robot se enrosca y trepa rápidamente por la pierna de una persona.



En general todos estos robots de tipo modular, apenas un muestrario de las decenas de videos y enlaces que hay sobre el tema, son tan sofisticados como lo que le permiten sus módulos constitutivos. Aquí hay varios desafíos en paralelo. Por un lado, obtener módulos lo suficientemente pequeños como para permitir un mayor grado de "discretización", pero integrando la mayor cantidad de sensores y actuadores. La unión entre los módulos no es un tema trivial, es un aspecto clave, ya que de ella dependerá la integridad de las construcciones. También podríamos mencionar el tema de las baterías, que deben ser suficientes como para alimentar a cada módulo por seprado y a la vez energizar a todo el conjunto una vez que se realiza la metamorfosis. Una vez solucionado todo esto, aparece el problema del control del conjunto de módulos. ¿Cómo hacerle saber cual es la disposición más adecuada para enfrentar una determinada situación? ¿Cómo "sabe" el enjambre/grupo de módulos que deben unirse y formar una serpiente para pasar debajo de una barrera o que deben componer un cuadrúpedo para sortear un desnivel? No tengo bien en claro como es que opera cada uno de los robots previamente vistos, es posible que sean controlados desde una PC, o que tengan la secuencia de la metamorfosis previamente establecida. Sin embargo, estoy seguro de que si aún no solucionaron este aspecto, ya lo harán. Hay muchos grupos de investigación trabajando sobre este tema en diferentes lugares del mundo.


Para cerrar del dejo un video más, el último, sobre un robot desarrollado en la Universidad de Cornell que se autorepara y autoreplica. Creo que este es en cierta manera, la cima en lo que a robots modulares y arquitecturas reconfigurables se refiere.



Espero que les haya gustado esta entrada. No es más que una recopilación de algunos videos de robots modulares, pero al menos sirve para tener una idea de algunos de los avances más interesantes en el campo de la robótica. Nos vemos en la próxima.

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