El robot bípedo Cassie hace historia: aprendió a correr y recorrió 5 km
El robot Cassie, desarrollado en la Universidad Estatal de Oregón (OSU), hizo historia al recorrer una distancia de 5 km en algo más de 53 minutos.
Cassie fue desarrollado bajo la dirección del profesor de robótica Jonathan Hurst durante 16 meses, con una subvención de 1 millón de dólares de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de Estados Unidos (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA).
Desde la aparición de Cassie en 2017, en colaboración con el profesor de inteligencia artificial Alan Fern, estudiantes de la OSU, financiados por la Fundación Nacional de Ciencias y por el programa DARPA Machine Common Sense, han estudiado las posibilidades del aprendizaje automático para el robot.
Cassie se convirtió en el primer robot bípedo que utilizó el aprendizaje automático para controlar una marcha de carrera en terreno abierto, y así recorrer 5 km por el campus de la Universidad Estatal de Oregón con una sola carga de batería y sin cables.
«Los estudiantes del Laboratorio de Robótica Dinámica de la Facultad de Ingeniería de la OSU combinaron conocimientos de biomecánica y enfoques existentes de control de robots con nuevas herramientas de aprendizaje automático. Este tipo de enfoque integral permitirá alcanzar un nivel de rendimiento similar al de un animal. Es increíblemente emocionante»
Las rodillas del robot se doblan, recordando a un avestruz. Aprendió a correr mediante el llamado algoritmo de aprendizaje por refuerzo profundo. Correr exige un equilibrio dinámico, es decir, la capacidad de mantener el equilibrio al cambiar de postura o mientras se está en movimiento. Cassie aprendió ajustes extraordinariamente finos para mantenerse erguida durante el movimiento.
«Cassie es un robot muy eficiente gracias a la forma en que fue diseñado y construido, y realmente hemos logrado llegar a los límites del hardware y mostrar de lo que es capaz»
El aprendizaje por refuerzo profundo es una técnica potente de inteligencia artificial que desarrolla habilidades como correr, saltar y subir y bajar escaleras. Algún día, los robots que caminan de forma estable serán algo común, parecido a un automóvil. El factor limitante han sido la ciencia y la comprensión del desplazamiento sobre dos piernas, pero las investigaciones de la Universidad Estatal de Oregón han logrado varios avances.
ATRIAS, desarrollado en el Laboratorio de Robótica Dinámica, fue el primer robot que reproducía la dinámica de la marcha humana. Le siguió Cassie y después apareció el robot humanoide Agility Digit.
Hurst afirmó: «En un futuro no muy lejano, todos verán e interactuarán con robots en muchos lugares de su vida cotidiana, robots que trabajan junto a nosotros y mejoran nuestra calidad de vida». Según él, además del trabajo logístico (por ejemplo, la entrega de paquetes), los robots bípedos acabarán teniendo la inteligencia y la seguridad necesarias para ayudar a las personas en sus propios hogares.
Cassie suele compararse con un avestruz por su forma de andar y sus patas. El robot tiene tres grados de libertad en las caderas y tobillos potentes y flexibles, pero las rodillas solo se doblan en un sentido. Todo ello genera no solo una marcha natural, sino también una forma de control similar a la nuestra. Como en el caso de ATRIAS, la colocación rápida y cuidadosa de los pies hace que Cassie sea resistente a los resbalones, los tropiezos y las acciones malintencionadas aleatorias de los doctorandos.
Todo el chasis es muy ligero y está diseñado para absorber los impactos de forma natural, como hacemos al caminar. Sin embargo, el robot es lo bastante resistente como para no necesitar cinturones de seguridad en caso de caída. Esto es impresionante para un robot creado desde cero en un periodo no muy largo.
Durante los 5 km que Cassie recorrió en 53 minutos y 3 segundos, hubo un reinicio que supuso 6,5 minutos después de dos caídas: una por el sobrecalentamiento del ordenador y otra porque se le pidió al robot que girara a una velocidad demasiado alta.
Cassie sirve de base para el robot repartidor Agility Robotics Digit. Los ingenieros de la Universidad Estatal de Oregón lograron entrenar a Cassie en un simulador para que pudiera subir y bajar escaleras sin usar cámaras ni lidars.
Sin embargo, los dispositivos bípedos no son tarea sencilla. Su gran ventaja es que pueden desplazarse con facilidad por espacios diseñados para personas, como escaleras y pasillos estrechos. Pero tener dos piernas significa que, por naturaleza, son menos estables, especialmente en comparación con robots cuadrúpedos como los de Boston Dynamics.
El equipo de desarrollo de Cassie cree que esto podría cambiar pronto gracias a nuevos métodos de aprendizaje profundo, que permitirán a los robots bípedos desarrollar nuevas técnicas de estabilización durante el movimiento. Quién sabe, quizá algún día veamos a robots así en las carreras matinales.
Robots bípedos tan eficientes y fiables, capaces de ir a donde van las personas, serán una bendición para innumerables sectores, así como para realizar trabajos peligrosos, como el reconocimiento en zonas de desastre o la inspección de centrales nucleares.
