R+D CSIC és una publicació electrònica de la Oficina de Transferència de Tecnologia (OTT) per donar a conèixer la investigació dels centres del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC). Està elaborada per la Unitat de Comunicació i Transferència de Tecnologia, Delegació del CSIC a Catalunya.

© CSIC. La informació escrita continguda en aquestes planes pot ser reproduïda citant la font.

 

HORITZONS. Paisatges futurs de la recerca
Robots bípedes. Màquines que intenten emular els humans

26 d'octubre de 2009

Els robots humanoides estàn atraient de manera creixent els laboratoris de recerca tecnològica. L’Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (CSIC-UPC) experimenta amb robots comercials per tal de millorar les seves habilitats davant d’entorns diversos. A mig-llarg termini, s’espera que la robòtica humanoide pugui oferir noves solucions per a realitzar tasques on cal la interacció amb els humans.

  

Un dels robots de l'Humanoid Lab durant el concurs nacional CEABOT 2009

Robot de l'Humanoid Lab durant la presentació de activitats educatives del Consell de Coordinació Pedagògica de l'Ajuntament de Barcelona



A dalt: Robot humanoide durant el concurs nacional CEABOT 2009. A baix: robot humanoide a la presentació de les activitats educatives de l'Ajuntament de Barcelona.

 


Enllaços externs:

HUMANOID LAB

Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (CSIC-UPC)

Introducció a la robòtica humanoide. El CSIC a l'Escola

CEABOT 2009

 

 

 

 

 

 


La robòtica humanoide ha fet grans avenços en els darrers anys. Avui, encara s’ha de parlar en termes de robòtica experimental però s’espera que, en un futur no massa llunyà, permetrà trobar solucions per a la vida de moltes persones, sigui per desenvolupar tasques d’ajuda a persones grans o amb dificultat de mobilitat o per amenitzar algunes activitats de lleure. En el context experimental, el Laboratori de Robòtica Humanoide de l’IRI (CSIC-UPC), Humanoid Lab, intenta resoldre qüestions sobre percepció, equilibri i presa de decisions de robots humanoides amb la finalitat d’atraure els joves investigadors cap aquest àmbit de la recerca. Aquests robots incorporen diferents sensors i unitats de procés amb la intenció de millorar la seva interacció amb l'entorn. Les habilitats adquirides es posen a prova en nombroses competicions i demostracions on, recentment, els robots de l’lRI han quedat entre els guanyadors.

L’Humanoid Lab de l’IRI (CSIC-UPC) intenta atraure els joves investigadors cap la recerca en humanoide

 

Conviure amb robots

Els robots de forma o aparença humana han nodrit, i nodreixen, els futurs imaginaris de la societat humana. La possible convivència amb una espècie artificial semblant a la humana desperta un gran interès social per les qüestions filosòfiques que s’hi associen. Però, malgrat les pors i les esperances, aquests “éssers” encara són quasi absents del paisatge quotidià.


Altres tipus de robots, no humanoides, ja fa temps que intervenen en algunes activitats humanes. A l’àmbit de la industria, per exemple, l’ús de robots es va iniciar fa més de trenta anys amb l’objectiu d’estalviar algunes tasques a les persones i augmentar la productivitat. De fet, la paraula “robot”, etimològicament, significa treballador o servent. En general, es tracta de robots multiarticulats, en forma de braç, que realitzen tasques programades, més o menys intel·ligents, en els processos de producció industrial, tals com la pintura, la soldadura o la càrrega de maquinària. D’altra banda, els robots també estan resultant molt útils al servei de la recerca, sobretot en l’exploració de racons inaccessibles com poden ser el fons oceànic o l’espai. Aquests robots solen adoptar formes mòbils damunt de plataformes rodants o bé tipus artròpode.


Darrerament, a més, cal afegir la nova generació de robots dissenyats per a l’ús domèstic. N’hi ha que poden realitzar tasques de neteja, altres de cuina o de seguretat i, fins i tot, d’oci. Tenen l’aparença de petits electrodomèstics però se’n diferencien pel fet que són una mica “intel·ligents”, és a dir, són capaços de detectar canvis a l’entorn i actuar en funció d’allò que perceben. S’espera que en el futur seran habituals a la majoria de les llars.


En aquest context, els humanoides, tot just ara, assoleixen un grau de maduresa que permet plantejar reptes científics d’interès social a mig i llarg termini. A curt termini, l’Humanoid Lab de l’Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (CSIC-UPC), tot i que no desenvolupa recerca bàsica pròpiament dita en aquest camp, intenta resoldre qüestions que tenen a veure amb la percepció i la mobilitat de petits robots bípedes.

Bípedes i intel·ligents

Els robots que caminen sobre dues cames, sortegen obstacles i pugen o baixen escales han de ser, per força, màquines intel·ligents. Per realitzar aquestes activitats de manera autònoma cal que els robots siguin capaços de percebre l’espai, de detectar els objectes i de prendre decisions. Mitjançant sensors de visió, de força, de distància, d’inclinació i unitats de procés, els robots incorporen aquestes capacitats, les quals els permetran decidir, en un determinat moment, si seguir una determinada direcció o pujar els graons d’unes escales.

Humanoid Lab segueix una filosofia de disseny antropomòrfica on els robots només disposen de sensors que emulen els sentits humans

 


Tota la informació que rep el robot sobre la seva postura i l’entorn a través dels sensors cal que sigui integrada en temps real per tal que el robot pugui actuar d’una o altra manera depenent de les condicions. Una de les tasques més delicades en el disseny de robots humanoides és, doncs, la integració de tota aquesta informació i el desenvolupament d'algoritmes capaços de processar-la i pendre decidions.
Per sensar l'estat del propi robot i també de l'entorn existeix un gran número de sensors. L’equip que dirigeix Guillem Alenyà a l’Humanoid Lab a l’IRI ha optat per seguir una filosofia de disseny antropomòrfica, en el sentit que els robots només disposen de sensors que emulen els sentits humans.
D'aquesta manera, la percepció visual del robot s’aconsegueix utilitzant una càmera, situada a la part superior del robot, que juntament amb sensors de distància, permet detectar la posició dels obstacles i del propi robot en l'espai.
L'equilibri s'aconsegueix utilitzant sensors d'inclinació a la part superior del robot que simulen l'oïda interna de les persones, i també sensors de pressió als peus per poder estimar la posició del cos.
El sensors de força també proporcionen el sentit de tacte al robot, permetent-li detectar la presència d'obstacles o de fortas en el camí, de la mateixa manera que ho faria una persona cega. A més, els investigadors de l’IRI (CSIC-UPC) solen modificar el moviment de les cames dels robots, amb més graus de llibertat, la qual cosa els dóna major flexibilitat de moviments i permet realitzar comportaments més sofisticats.

Aquesta recerca, de moment, té una vocació més aviat educativa i la finalitat és la de divulgació i d’atracció d’estudiants cap a aquest camp de la recerca.

Recerca i competició

La recerca en humanoides requereix una gran varietat de coneixements que fan que els equips de treball hagin de ser altament multidisciplinars. En aquest sentit, el laboratori de recerca en humanoides, Humanoid Lab, del l’IRI (CSIC-UPC) n’és un bon exemple. L’equip està format per joves investigadors especialistes en àmbits com la mecànica, l’electrònica, la matemàtica y la informàtica.
Aquesta multidisciplinarietat pot ser un atractiu pels futurs investigadors i, per això, l’Humanoid Lab ha posat en marxa una iniciativa per estimular la recerca entre els estudiants universitaris. D’aquesta manera, aquests alumnes s’inicien en la recerca en humanoides a la vegada que realitzen contribucions en algun aspecte concret del seu interès. Ara es vol traslladar aquesta iniciativa als estudiants de Batxillerat oferint assessorament científic teòric i pràctic  a aquells alumnes que desitgin realitzar el seu treball de recerca en aquest àmbit.
Existeixen nombroses competicions que serveixen d’al·licient als estudinats perquè posen a prova les habilitats dels seus robots. Recentment, l’equip d’Humanoid Lab va participar en el concurs nacional de robots humanoides CEABOT que orgranitza el Comitè Espanyol d’Automàtica en el marc de les Jornades d’Automàtica  i que enguany es va celebrar a Valladolid entre el 2 i el 4 de setembre 2009. Dels dos equips que va presentar l’IRI (CSIC-UPC), un d'ells va resultar el campió de la prova de lluita de sumo i segon de la classificació general. L'altre va quedar segon en les dues proves d'habilitat, quart de la general, i va ser considerat el robot tecnològicament més avançat de tots els que es van presentar.

Més enllà de les curses d’obstacles o de les ja tradicionals lluites de sumo aquestes competicions, en les que participen equips de moltes universitats espanyoles, esperonen la recerca i la creativitat en la cerca de solucions i són un estímul per a les noves generacions d’investigadors.

Laura Valls.
Unitat de comunicació científica.
Delegació del CSIC a Catalunya

PERFIL DEL GRUP
   Imatge de les persones que formen l' Humanoid Lab, presa al concurs nacional CEABOT 2009. Sempre d'esquerra a dreta. A dalta: Raúl, Guillem, Sergi, David, Aleix, Edgar i Asier Retamosa, aquest últim de l'Escola Superior d'Enginyeria de Bilbao. A baix: Jordi, Maria, Meritxell i José Luis


Guillem Alenyà

Enginyer en Informàtica, Doctor en Robòtica i Visió per la UPC. A l'Humanoid Lab s'encarrega de tasques de coordinació i suport als estudiants. Les seves aficions inclouen el món del motor i la música, entre d’altres.

Sergi Hernàndez

Enginyer en Telecomunicacions i en Electrònica, i actualment està realitzant el doctorat en robòtica. A l'Humanoid Lab s'encarrega de tasques de coordinació i suport als estudiants. Les seves aficions inclouen la bicicleta, la muntanya i qualsevol activitat relacionada amb la natura.

Patrick Grosch

Enginyer mecànico de la Universitat dels Andes, treballa a l’Institut de Robòtica i Informàtica Industrial com a enginyer de suport a la recerca. Quant a aficions, destaca el diseny mecànic, les energies verdes, la muntanya i la Bici MTB.

José Luis Rivero

Enginyer tècnic Informátic, actualment desenvolupa el seu projecte final de carrera d’Enginyeria Superior a l’Humanoid Lab sobre un entorn de comunicació multirobot. Com aficions principals estan visitar Berlín, la música electrònica, el reggae, Linux i el futbol.

Aleix Rull

Estudiant d’Enginyeria Industrial especialitzat en automàtica. En el projecte humanoide dissenya i construeix la mecànica i l'arquitectura del robot. Les seves aficions són la bicicleta tan de muntanya com de carretera, el futbol, les activitats de muntanya, i els videojocs, entre d'altres.

David Belmonte

Estudiant d'enginyeria industrial, realitza el projecto final de carrera a l’Humanoid Lab sobre la creació d’un simulador de robots. Les seves aficions són sortir amb els amics, viatjar i els videojocs.

Jordi Pegueroles

Estudiant d'enginyeria industrial, en el projecte realitza labors de programació i col·labora en la part electrònica. Les seves aficions son la pesca submarina i escapar de la cuitat a la mínima oportunidad per anar a la casa de la familia al Perelló.

Edgar Simó

Estudiant de Enginyeria Industrial, és un aficionat al codi
lliure que gaudeix de la cuina, l'astronomia i el ciclisme en el seu
temps lliure. Participa en el projecte Humanoide principalment com a
programador i també en la part d'electrònica.


Raúl Sanchidrian

Realitza el projecte final d'enginyeria electrònica entorn a la integració de sensors per una plataforma robòtica humanoide, així com el desenvolupament del sofware que els gestiona. El seu temps lliure el dedica als esports i a la música.

Meritxell Llisterri

Estudiant d'enginyeria industrial superior, quart curs, de la intensificació d'electrònica. Ha estat treballant amb els humanoides a l'Humanoid Lab durant mig any aproximadament i ha tingut el plaer de poder acompanyar a l'equip al concurs del CEABOT. El seu objectiu és seguir avançant en aquest camp per poder, entre altres coses, arribar al ceabot 2010 amb un robot encara més sofisticat.

Maria Lluís Vinyals

Estudia enginyeria industrial a l'ETSEIB, especialitat d'electrònica. A l'humanoid lab ha realitzat tasques variades de programació i electrònica. Algunes de les seves aficions són la natació i la fotografia. Li agrada la tranquilitat.

Guillem Alegret

Guillem Alegret, estudiant d'Enginyeria Industrial, fent l'especialització d'automàtica. Es va incorporar al grup de treball del Humanoid Lab fa uns 8 mesos. La seva il·lusió seria dedicar-se a la robòtica en un futur proper i creu que el projecte en què estan treballant és un bon començament. Personalment, es definiria com una persona oberta a qui li encanta viatjar i conèixer món.