jueves, 29 de noviembre de 2012

Robots aprenden a caminar y correr



Leo y Phides son dos robots bípedos planares construidos en la Universidad Delft de Tecnología y son capaces de caminar y correr respectivamente. Leo ha mejorado su modo de caminar mediante aprendizaje por refuerzo, el cual le da forma al comportamiento del robot mediante la premiación del éxito y el castigo del fracaso. Phides, el robot corredor, ha conseguido una impresionante fase de vuelo (el periodo en el transcurso de una zancada en que ambos pies no están en contacto con el suelo).

El aprendizaje por reforzamiento normalmente favorece a la simulación por computadora, no solo porque los cientos (sino miles) de pruebas pueden ejecutarse con más rapidez, sino también porque el equipo real puede llegar a debilitarse y romperse con el esfuerzo. Leo fue construido para probar como funciona el aprendizaje por reforzamiento en el mundo real. Esto se debe a que aún se sabe muy poco acerca de la compatibilidad con equipo real y la forma en que ambos pueden interactuar.

Para prevenir que Leo terminara desbaratándose, el equipo de científicos ideó equiparlo con una especie de guía para caminar de la cual pudiera aprender y así mejorar. La tarea de Leo es simplificada aún más con la ayuda de un brazo estabilizador que le permite mantener el eje horizontal de su cadera pero que no evita la caída del robot hacia adelante o hacia atrás. Gracias a este brazo solo se necesitan tres servomotores por pierna (en lugar de los usuales seis). La labor de computo es efectuada por una computadora abordo del robot, la cual cuenta con un procesador VIA GHz de 1 GB de RAM el cual utiliza el sistema operativo Linux.

Si el equipo puede hacerse aprueba de daños, un robot como Leo podría de hecho aprender a caminar por sí mismo. El proceso podría llegar a tomar alrededor de unas cinco horas. A pesar de esto, la investigación aún está en desarrollo. Aún pueden requerirse décadas para que estos robots sean una realidad en la práctica. La esperanza es que, algún día, robots de servicio podrían aprender como funcionar en el mundo real por su propia cuenta, sin que tengan que ser programados del todo. Otro enfoque es la enseñanza por demostración, la cual permite que aún personas sin conocimientos de programación puedan entrenar un robot para que realice tareas simples.

Los investigadores en el mismo laboratorio, han desarrollado un robot bípedo corredor llamado Phides, el cual puede alcanzar una velocidad de 3.5 km/hora con una fase de vuelo del 54 por ciento en cada zancada. Este robot no utiliza aprendizaje por reforzamiento, sin embargo también emplea un brazo para la estabilización horizontal, lo cual lo convierte en un robot de dos dimensiones similar al MABEL de la Universidad de Michigan.

Debido a las diferencias de tamaño es difícil comparar ambos robots, ya que Phides mide apenas 80 cm de altura y pesa unos 13.5 kilogramos mientras que MABEL tiene una altura similar a la de un hombre de baja estatura. La característica de diseño más importante de Phides es el mecanismo de actuación para las rodillas. El robot cuenta con una serie de actuadores elásticos así como un muelle paralelo hecho de fibra de vidrio que lo hacen único a nivel mundial.







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