Científicos del Laboratorio de Investigación del Ejército de Estados Unidos y del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, han desarrollado un software para asegurar que, si un robot se cae, pueda volver a levantarse, lo que significa que los futuros robots militares dependerán menos de sus soldados operadores.
Basado en la retroalimentación de los soldados en un curso de entrenamiento del Ejército, el investigador de la ARL, el Dr. Chad Kessens, comenzó a desarrollar un software para analizar si un robot determinado podía «volver a ponerse de pie» desde cualquier posición en la que se hubiera volcado.
«Un soldado me dijo que valoraba tanto a su robot que salió de su vehículo para rescatarlo cuando no pudo hacer que se levantara», dijo Kessens. «Esa es una historia que no quiero volver a escuchar.»
Investigadores del PMS-408 (Misiones Expedicionarias) de la Marina y su brazo técnico, la Indian Head Explosive Ordnance Disposal Technology Division estuvieron de acuerdo. Se asociaron con JHU/APL y el contratista principal, Northrop Grumman Remotec, para desarrollar el Advanced Explosive Ordnance Disposal Robotic System, o AEODRS, una nueva familia de sistemas robóticos EOD, con una arquitectura modular de sistemas abiertos. Se espera que a finales de este año entre en producción una plataforma ligera para mochila, como parte del programa. Un requisito crítico del programa es que los robots deben ser capaces de auto enderezarse.
Los robots existen para alejar a los soldados del peligro», dijo Reed Young, Gerente del Programa de Robótica y Autonomía de JHU/APL. «El auto enderezamiento es una capacidad crítica que fomentará esa finalidad.»
Para evaluar la capacidad de autocorrección del sistema AEODRS, JHU/APL se asoció con ARL para aprovechar el software desarrollado por Kessens. El equipo pudo extender su capacidad a robots con un mayor número de articulaciones (o grados de libertad) gracias a la experiencia del investigador de JHU/APL Galen Mullins en técnicas de muestreo adaptativo.
«El análisis en el que he estado trabajando examina todas las geometrías y orientaciones posibles en las que podría encontrarse un robot», dijo Kessens. «El problema es que cada articulación adicional añade una dimensión al espacio de búsqueda, por lo que es importante buscar en los lugares adecuados los estados estables y las transiciones. De lo contrario, la búsqueda podría tardar demasiado».
Kessens dijo que el trabajo de Mullins es lo que permitió que el análisis funcionara eficientemente para analizar sistemas de mayor grado de libertad. Mientras que el trabajo de Kessens determina qué buscar y cómo, Mullins averigua dónde buscar.
«Este análisis fue posible gracias a nuestra nueva herramienta de planificación confrontacional desarrollada recientemente, o RAPT, un marco de software para probar sistemas autónomos y robóticos», dijo Mullins. «Originalmente desarrollamos el software para vehículos submarinos, pero cuando Chad explicó su enfoque del problema del enderezamiento, inmediatamente me di cuenta de cómo estas tecnologías podían funcionar juntas».
Dijo que la clave de este software es un algoritmo de muestreo adaptativo que busca transiciones.
«Para este trabajo, buscábamos estados en los que el robot pudiera pasar de una configuración estable a una inestable, lo que provocaría que el robot se volcara», explicó Mullins. «Mis técnicas fueron capaces de predecir eficazmente dónde podrían estar esas transiciones para que pudiéramos buscar en el espacio eficientemente.»
En última instancia, el equipo pudo evaluar los ocho grados de libertad de los sistemas AEODRS y determinó que puede corregirse a sí mismo en terreno llano sin importar en qué estado inicial se encuentre. El análisis también genera planes de movimiento que muestran cómo el robot puede reorientarse a sí mismo. Los hallazgos del equipo se pueden encontrar en «Evaluating Robot Self-Righting Capabilities using Adaptive Sampling», que se publicará en Institute of Electrical and Electronics Engineers’ Robotics and Automation Letters en agosto.
Más allá de la evaluación de un robot específico, Kessens considera que el marco de análisis es importante para la capacidad de los militares de comparar robots de diferentes proveedores y seleccionar el mejor para la compra.
«El Ejército y la Armada quieren robots que puedan funcionar por sí mismos, pero aún estamos trabajando para entender y evaluar lo que eso significa», dijo Kessens. «¿Autocorrección bajo qué condiciones? Hemos desarrollado un análisis métrico para evaluar la capacidad de autocorrección de un robot en terrenos planos inclinados, e incluso podríamos utilizarlo como una herramienta para mejorar el diseño del robot. Nuestro siguiente paso es determinar de lo que es capaz un robot en terrenos irregulares».
El Laboratorio de Investigación del U.S. Army Research, Development and Engineering Command, cuya misión es proporcionar investigación, desarrollo e ingeniería innovadores para producir capacidades que proporcionen una superioridad decisiva al Ejército, frente a las complejidades de los entornos operativos actuales y futuros en apoyo al combatiente conjunto y a la nación.
Fte. EureKAlert
