Con los recientes avances en tecnología de inteligencia artificial y robótica, existe un interés creciente en desarrollar y comercializar robots domésticos capaces de realizar diversas tareas domésticas.
Tesla es construyendo un robot humanoide, que, según el CEO Elon Musk, podría usarse para cocinar y ayudar a las personas mayores. Amazon recientemente adquirió iRobot, un destacado fabricante de aspiradoras robóticas, y ha estado invirtiendo fuertemente en la tecnología a través de la Programa de robótica de Amazon expandir la tecnología robótica al mercado de consumo. En mayo de 2022, Dyson, una empresa reconocida por sus aspiradoras eléctricas, anunció que planea construir el centro de robótica más grande del Reino Unido dedicado a desarrollo de robots domésticos que realizan tareas domésticas cotidianas en espacios residenciales.
A pesar del creciente interés, es posible que los posibles clientes tengan que esperar un tiempo para que esos robots salgan al mercado. Si bien los dispositivos como los termostatos inteligentes y los sistemas de seguridad se usan ampliamente en los hogares hoy en día, el uso comercial de los robots domésticos aún está en pañales.
Como investigador de robóticaSé de primera mano que los robots domésticos son considerablemente más difíciles de construir que los dispositivos digitales inteligentes o los robots industriales.
Manipulación de objetos
Una diferencia importante entre los dispositivos digitales y los robóticos es que los robots domésticos necesidad de manipular objetos a través del contacto físico para llevar a cabo sus tareas. Tienen que cargar los platos, mover las sillas y recoger la ropa sucia y colocarla en la lavadora. Estas operaciones requieren que el robot sea capaz de manejar objetos frágiles, blandos y, a veces, pesados con formas irregulares.
Los algoritmos de inteligencia artificial y aprendizaje automático de última generación funcionan bien en entornos simulados. Pero el contacto con objetos en el mundo real a menudo los hace tropezar. Esto sucede porque el contacto físico suele ser difícil de modelar y aún más difícil de controlar. Si bien un ser humano puede realizar fácilmente estas tareas, existen importantes obstáculos técnicos para que los robots domésticos alcancen la capacidad humana para manipular objetos.
Los robots tienen dificultades en dos aspectos de la manipulación de objetos: control y detección. Muchos manipuladores de robots de recogida y colocación, como los de las líneas de montaje, están equipados con una pinza simple o herramientas especializadas dedicadas solo a ciertas tareas, como agarrar y transportar una pieza en particular. A menudo tienen dificultades para manipular objetos con formas irregulares o materiales elásticos, especialmente porque carecen de la eficiencia retroalimentación de fuerza o háptica los seres humanos están naturalmente dotados. Construir una mano robótica de propósito general con dedos flexibles sigue siendo técnicamente desafiante y costoso.
También vale la pena mencionar que los manipuladores de robots tradicionales requieren una plataforma estable para operar con precisión, pero la precisión disminuye considerablemente cuando se usan con plataformas que se mueven, particularmente en una variedad de superficies. La coordinación de la locomoción y la manipulación en un robot móvil es un problema abierto en la comunidad de robótica que debe abordarse antes de que los robots domésticos de amplia capacidad puedan llegar al mercado.
Una cocina robótica sofisticada ya está en el mercado (abajo), pero funciona en un entorno altamente estructurado, lo que significa que todos los objetos con los que interactúa (utensilios de cocina, recipientes de alimentos, electrodomésticos) están donde espera que estén y no hay humanos molestos para interponerse en el camino.
Les gusta la estructura
En una cadena de montaje o un almacén, el entorno y la secuencia de tareas están estrictamente organizados. Esto permite a los ingenieros preprogramar los movimientos del robot o usar métodos simples como códigos QR para ubicar objetos o ubicaciones objetivo. Sin embargo, los artículos del hogar a menudo están desorganizados y colocados al azar.
Los robots domésticos deben lidiar con muchas incertidumbres en sus espacios de trabajo. El robot primero debe ubicar e identificar el elemento objetivo entre muchos otros. Muy a menudo también requiere despejar o evitar otros obstáculos en el espacio de trabajo para poder alcanzar el elemento y realizar tareas determinadas. Esto requiere que el robot tenga un excelente sistema de percepción, habilidades de navegación eficientes y una capacidad de manipulación potente y precisa.
Por ejemplo, los usuarios de aspiradoras robóticas saben que deben retirar todos los muebles pequeños y otros obstáculos, como cables, del suelo, porque incluso la mejor aspiradora robótica no puede eliminarlos por sí solo. Aún más desafiante, el robot tiene que operar en presencia de obstáculos en movimiento cuando las personas y las mascotas caminan cerca.
Haciéndolo simple
Si bien parecen sencillas para los humanos, muchas tareas domésticas son demasiado complejas para los robots. Los robots industriales son excelentes para operaciones repetitivas en las que se puede preprogramar el movimiento del robot. Pero las tareas domésticas a menudo son exclusivas de la situación y pueden estar llenas de sorpresas que requieren que el robot tome decisiones constantemente y cambie su ruta para realizar las tareas.
Piensa en cocinar o lavar los platos. En el transcurso de unos minutos de cocción, puede agarrar una sartén para saltear, una espátula, la perilla de una estufa, la manija de la puerta del refrigerador, un huevo y una botella de aceite de cocina. Para lavar una sartén, normalmente la sostiene y la mueve con una mano mientras frota con la otra, y se asegura de que se eliminen todos los residuos de alimentos cocidos y luego se enjuaga todo el jabón.
Ha habido un desarrollo significativo en los últimos años utilizando el aprendizaje automático para entrenar a los robots para que tomen decisiones inteligentes al elegir y colocar diferentes objetos, lo que significa agarrar y mover objetos de un lugar a otro. Sin embargo, poder entrenar robots para que dominen todos los diferentes tipos de herramientas de cocina y electrodomésticos sería otro nivel de dificultad incluso para los mejores algoritmos de aprendizaje.
Sin mencionar que las casas de las personas a menudo tienen escaleras, pasillos estrechos y estantes altos. Esos espacios de difícil acceso limitan el uso de los robots móviles actuales, que suelen utilizar ruedas o cuatro patas. Los robots humanoides, que se asemejarían más a los entornos que los humanos construyen y organizan por sí mismos, aún no se han utilizado de manera confiable fuera de los entornos de laboratorio.
Una solución a la complejidad de las tareas es construir robots para propósitos especiales, como robots aspiradores o robots de cocina. Es probable que en un futuro próximo se desarrollen muchos tipos diferentes de tales dispositivos. Sin embargo, creo que los robots domésticos de uso general siguen siendo un largo camino por recorrer.
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
Crédito de la imagen: Dyson
