Investigadores del MIT crean un robot que detecta objetos ocultos

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts han desarrollado un robot recolector que combina visión y sondeo por radiofrecuencia (RF) para encontrar y agarrar objetos, incluso cuando están ocultos a la vista. Esta tecnología podría ayudar a implementarse en almacenes de comercio electrónico. 

En los últimos años, los robots han adquirido visión artificial, tacto e incluso olfato. El profesor del MIT Fadel Adib afirmó: «Los investigadores están dando a los robots una percepción humana. Nosotros intentamos darles una percepción sobrehumana». 

Los científicos han desarrollado un robot que utiliza ondas de radio, capaces de atravesar paredes, para detectar objetos ocultos. El robot RF-Grasp combina este potente sondeo con la visión artificial más tradicional para detectar y agarrar objetos que de otro modo podrían quedar fuera de la vista. 

Este avance podría algún día simplificar el comercio electrónico en los almacenes o ayudar a los robots a sacar un destornillador de un revoltijo de herramientas. El estudio se presentó en mayo de 2021 en la Conferencia Internacional de IEEE sobre Robótica y Automatización. 

A medida que el comercio electrónico sigue creciendo, el trabajo en los almacenes sigue siendo, por lo general, una tarea de personas y no de robots, a pesar de las condiciones laborales peligrosas. En parte, esto se debe a que a los robots les resulta difícil encontrar y agarrar objetos en un entorno tan abarrotado. Hoy en día, los dos obstáculos principales en este campo son la percepción y la selección. 

Usando solo la visión óptica, los robots no pueden detectar la presencia de un objeto empaquetado en una caja o escondido detrás de otro en una estantería, ya que las ondas de luz visibles, por supuesto, no atraviesan las paredes. Pero las ondas de radio sí. Durante décadas, la identificación por radiofrecuencia se ha utilizado para rastrear de todo, desde libros de biblioteca hasta mascotas. 

Los sistemas de identificación por RF constan de dos componentes principales: el lector y la etiqueta. La etiqueta es un pequeño chip informático que se adhiere al objeto o, en el caso de las mascotas, se implanta en él. Después, el lector emite una señal de radiofrecuencia que es modulada por la etiqueta y reflejada de vuelta al lector. 

La señal reflejada proporciona información sobre la ubicación y la identidad del objeto etiquetado. Esta tecnología se ha popularizado en las cadenas de suministro minoristas: Japón pretende utilizar el rastreo por radiofrecuencia en casi todas las compras minoristas en los próximos años. Los investigadores comprendieron que esta abundancia de RF podría ser beneficiosa para los robots, al ofrecerles otra forma de percibir. 

Según los científicos, la RF es una forma de percepción completamente distinta a la visión, por lo que sería un error no explorar lo que es capaz de hacer. El robot RF Grasp utiliza una cámara y un lector de RF para buscar y agarrar objetos etiquetados, incluso cuando están totalmente fuera del alcance visual de la cámara. Está formado por un brazo robótico unido a una mano de agarre. 

La cámara se encuentra en la muñeca del robot. El lector de RF es independiente del dispositivo y transmite la información de seguimiento al algoritmo de control del robot. Así, el robot recopila constantemente tanto los datos de seguimiento por radiofrecuencia como una imagen visual de su entorno. Integrar estos dos flujos de datos en el proceso de toma de decisiones del robot fue uno de los mayores desafíos a los que se enfrentaron los investigadores. 

En cada momento, el robot debe decidir en cuál de estos flujos conviene centrarse más. No se trata solo de coordinar ojos y manos, sino de coordinar radiofrecuencia, ojos y manos. El robot inicia el proceso de búsqueda y extracción enviando una señal de eco a la etiqueta de RF del objetivo para determinar su ubicación. La secuencia recuerda a cuando oyes una sirena detrás de ti y te giras para ver y tener una idea más clara de dónde procede. 

Con dos sentidos complementarios, RF Grasp se dirige al objeto objetivo. Cuando se acerca e incluso empieza a manipular el objeto, la visión, que ofrece un detalle mucho más fino que la RF, domina la toma de decisiones del robot. 

RF Grasp demostró su eficacia en una serie de pruebas. En comparación con un robot similar equipado solo con cámara, pudo identificar y agarrar con precisión el objeto objetivo con aproximadamente la mitad de movimiento total. Además, el dispositivo mostró una capacidad única para «despejar» el entorno, retirando materiales de embalaje y otros obstáculos en su camino para llegar al objetivo. 

Los investigadores afirman que esto demuestra la «ventaja injusta» de RF Grasp frente a los robots sin sondeo penetrante por radiofrecuencia. Algún día, este robot podría trabajar de forma continua en almacenes de embalaje de comercio electrónico. Su sondeo por radiofrecuencia podría incluso comprobar al instante la naturaleza de un objeto sin necesidad de manipularlo, localizar el código de barras y escanearlo. 

El equipo científico también prevé posibles aplicaciones del robot en el hogar, por ejemplo, encontrar la llave Allen adecuada para montar una silla de IKEA. O podría ayudar a localizar objetos perdidos. El robot podría convertirse en un super Roomba que encuentre las llaves dondequiera que las hayas dejado.