Ingenieros crean robots que pueden mover objetos grandes de manera cooperativa

Los ingenieros del Laboratorio de Robótica Inteligente y Sistemas Autónomos de la Universidad de Cincinnati han desarrollado una inteligencia artificial (IA) para entrenar a los robots a mover objetos grandes de manera cooperativa. El equipo demostró la capacidad de los robots para mover una barra larga alrededor de obstáculos y una puerta estrecha en simulaciones por computadora.

Según Andrew Barth, un estudiante de doctorado en la Facultad de Ingeniería y Ciencia Aplicada de la UC, la tarea de mover dichos objetos es ideal para los robots.

“Hicimos que fuera un poco más difícil para nosotros. Queremos lograr la tarea con la menor comunicación posible entre los robots”, dijo Barth.

Barth es el autor principal del estudio publicado en la revista Intelligent Service Robotics. Los coautores de la investigación incluyeron al profesor Ma, al estudiante de doctorado de la UC Yufeng Sun y al asociado de investigación senior de la UC Lin Zhang.

Probando el sistema

En las pruebas, ninguno de los robots dirigió al otro, y no compartieron la estrategia antes de realizar la tarea. Los robots se basaron en la lógica difusa genética, que es un tipo de IA que es una técnica de control inteligente donde el sistema imita el razonamiento humano. Esto se logra reemplazando una clasificación binaria simple con grados de derecho y error, y se modifican las soluciones individuales para “aprender” de los resultados pasados.

“En última instancia, queremos expandir esto a 10 o más robots que trabajen cooperativamente en un proyecto”, dijo Barth. “Si quieres construir un hábitat gigante en el espacio, digamos, necesitarás muchos robots que trabajen juntos. Pero si dependes de una red de comunicaciones y se cae, entonces todo el proyecto se detiene”.

Según Barth, los robots independientes significan que la pérdida de uno no resultará en un fracaso de la tarea, ya que los demás pueden compensar.

La tarea que se les dio a los robots consistió en llevar un sofá virtual alrededor de dos obstáculos y a través de una puerta estrecha, y la completaron el 95% de las veces en simulaciones. Los socios de trabajo de los robots también demostraron una tasa de éxito del 93% en un nuevo escenario donde había dos objetos desconocidos y una puerta de destino en una ubicación diferente. Los robots demostraron una tasa de precisión casi igual y no requirieron reentrenamiento. Incluso más impresionante, demostraron lo mismo cuando se alteraron varios factores, como el tamaño del objeto.

“Si puedes entrenar a los robots para que trabajen semiindependientes con la menor información posible, entonces has hecho que tu sistema sea más robusto ante el fracaso y más fácil para que grandes grupos colaboren”, dijo Barth.

“Nuestro objetivo a largo plazo es que múltiples robots puedan cooperar para realizar tareas difíciles, como mover muebles”, dijo Ma.

Creando nuevas oportunidades

Según Ma, los robots cooperativos podrían crear grandes nuevas oportunidades en varios campos, y las nuevas características de seguridad podrían mejorar la seguridad de los robots.

“Hay una gran cantidad de aplicaciones. Cualquier lugar donde haya trabajos que varias personas están haciendo en el futuro, podrías tener múltiples robots haciendo”, dijo Ma. “Actualmente, la mayoría de los robots trabajan solos. Pero en el futuro necesitaremos múltiples robots trabajando juntos, al igual que las personas lo hacen ahora”.

El equipo está desarrollando un sistema de control que es escalable, lo que permite que múltiples robots completen una tarea.

“Y no necesitas volver a entrenarlos si de repente son solo cuatro o seis”, dijo. “Si uno o dos fallan, los demás pueden seguir adelante. Esa es la clave”.