ASIMO: El Robot Humanoide

Asimo, el robot bípedo humanoide De todos los prototipos de robots domésticos que han echo su aparición en los últimos años, seguramente es ASIMO el que mas ha impactado al gran publico. ASIMO, un acrónimo de Advanced Step in Innovative Mobility es un desarrollo de la compañía japonesa Honda Motor Company, y probablemente sea uno de los robots humanoides mas complejos y avanzados del mundo. De acuerdo a lo que se puede leer en el sitio Web de ASIMO, es el único de su tipo que además de andar puede subir escaleras sin ninguna ayuda. Si bien otros modelos de otras compañías pueden andar sobre dos piernas, ninguno tiene movimientos tan seguros y delicados como ASIMO. Como si esto no bastase para impresionarnos, es capaz de reaccionar a decenas de ordenes orales, el lenguaje natural (en japonés, claro!), y puede reconocer caras. Sus brazos y manos son lo suficientemente precisas como para encender luces, abrir puertas, levantar objetos y empujarlos. En lugar de encarar la creación de un juguete, Honda a apostado a la construcción de un robot que pueda ser útil a la gente, que pueda ayudar en el hogar, o a personas minusválidas que estén imposibilitadas de valerse por si mismas. ASIMO, gracias a sus 120 centímetros de alto, tiene su cara a la altura de la nuestra si nos encontramos sentados en una silla. Esto le permite realizar trabajos que fueron pensados para ser realizados por una persona sentada, sin complicaciones. El aspecto físico del robot creado por Honda nos recuerda a un niño enfundado en un traje espacial. Esta apariencia amigable es parte de la estrategia del fabricante para evitar que el robot despierte desconfianza en el público. A tal punto ASIMO ha sido bien recibido, que ya tiene trabajo. En efecto, tanto en las oficinas de IBM en Japón como en Museo Nacional de las Ciencias Emergentes y la Innovación, en Tokio hay un ASIMO trabajando como recepcionista, respondiendo preguntas de los visitantes y guiándolos en el recorrido por las instalaciones. Para lograr esto, ha sido programado con la disposición de paredes y obstáculos dentro del edificio y con las respuestas adecuadas a las preguntas más comunes de los visitantes. Si bien Honda cobra por estos servicios, el exhibir a ASIMO en lugares con afluencia masiva de público es también una excelente forma de difundir su existencia. El sistema de locomoción de ASIMO es totalmente revolucionario. Aunque el caminar nos parezca una actividad perfectamente normal y sencilla (¡al fin y al cabo, hasta un niño puede hacerlo!) no es en absoluto fácil lograr un mecanismo que reproduzca el andar sobre dos piernas. ASIMO no solo es capaz de hacerlo, si no que también puede girar. Mientras que otros robots bípedos menos avanzados deben detenerse, girar, y volver a avanzar, ASIMO es capaz de girar exactamente como lo hace un humano. Es capaz de ajustar la longitud de sus pasos y la posición de su cadera, rodillas y pies para girar a medida que avanza, de una manera muy natural. Los ingenieros de Honda dedicaron mucho tiempo al estudio de la física implicada en el andar, de hecho, el caminar no es mas que una serie de caídas controladas, interrumpidas antes que el cuerpo se incline lo suficiente para hacernos caer. Cada paso es una caída incompleta. En ASIMO se controla el ángulo del tronco del robot, la inercia que posee al desplazarse, la fuerza de la gravedad, etc. El equilibrio entre la fuerza ejercida por el pie sobre el suelo, y la que ejerce el piso sobre el robot (fuerza de reacción) es lo que permite mantenerlo erguido a medida que avanza. También se controla en todo momento la forma en que el piso se deforma debajo de ASIMO. La forma que camina es diferente si se encuentra sobre una alfombra o sobre un piso duro. La postura del tronco sobre la cadera es la adecuada para la velocidad a la que se esta desplazando, para mantener su centro de gravedad en la posición correcta, evitando que caiga. Al momento de efectuar un giro, el robot de Honda mueve la posición de su centro de gravedad, mediante un algoritmo llamado “predictive movement control”, conocida también como “Honda's Intelligent Walking Technology”. Este algoritmo permite a ASIMO predecir donde deberá situar su tronco en cada paso, en base a si inercia, longitud de sus pasos, ángulo del giro, etc. Esto es mucho más de lo que cualquier otro robot puede hacer. En general, los sistemas robóticos resuelven el problema de la visión comparando las imágenes capturadas por las cámaras que hacen las veces de ojos con determinadas plantillas. Los robots industriales, como los que existen en una línea de montaje de una fabrica automotriz o chips electrónicos se desenvuelven en un ambiente perfectamente controlado, donde cada cosa siempre esta donde el robot espera encontrarla, la iluminación es constante, y el numero de cosas que pueden ocurrir son generalmente muy reducidas. En el mundo real, donde debe desenvolverse un robot como ASIMO, las cosas son muy diferentes, y las variables a considerar prácticamente infinitas. Un robot de tipo humanoide como este debe ser capaz de transitar por dentro de una casa, edificio u oficina, realizando alguna clase de trabajo e interpretando que son los objetos que sus cámaras le muestran. Por ejemplo, al caminar por una zona desconocida, el robot debe reconocer e interpretar esos objetos en tiempo real, mediante características como la forma, el color y sus bordes, que deberá comparar con los patrones almacenados en su memoria, una base de conocimiento que puede incluir cientos de objetos cotidianos. En el caso particular de ASIMO, su cabeza cuenta con videocámaras cumpliendo la función de ojos, y un algoritmo propiedad de Honda que le permite interpretar, reconocer objetos y moverse entre ellos, aun si su orientación o iluminación no es exactamente la misma que tiene almacenada en su base de datos. Este mismo algoritmo es el encargado de reconocer las caras de los humanos que le son familiares, o de interpretar gestos tales como detenerse si alguien se pone delante y levanta una mano en seña de “stop”. Las cámaras montadas en la cabeza de ASIMO pueden transmitir vía USB los que ven a una PC, por lo que el robot puede funcionar como una cámara ambulante. Asimo puede reconocer rostros humanos. Aunque lo pueda parecer, ASIMO no es un robot 100% autónomo, al menos no lo es en el sentido que no puede entrar en una habitación desconocida y tomar decisiones de cómo moverse en ella. Previamente, debe ser programado con detalles específicos de su entorno, y de las tareas que en el debe realizar, o en caso contrario, ser controlado remotamente por un humano. Historia de desarrollos hasta Asimo en imágenes La “mochila” que carga en su espalda no es mas que una computadora (hace las veces de “cerebro”, aunque no se encuentre en su cabeza) que controla los movimientos de ASIMO. En realidad, se puede controlar de tres maneras diferentes: desde una PC remota, inalambricamente con una especie de joystick o mediante comandos de voz. Efectivamente, utilizando una laptop o PC con tecnología gíreles 802.11 se puede controlar a ASIMO, y a su vez el es capaz de enlazar con internet a través de la PC y buscar información por nosotros (noticias, etc.). El control mediante el joystick permite manejarlo como si fuera un auto a control remoto, indicándole la dirección en la que se tiene que mover, diagonales incluidas. Si bien no parece un gran avance manejar un robot mediante control remoto, no debemos olvidar que aun en este modo de funcionamiento ASIMO sigue siendo capaz de frenar ante un obstáculo, eludirlo, ajustar sus pasos al terreno, etc. Su habilidad de reconocer comandos hablados es una de las últimas adiciones al diseño de ASIMO, y su base de datos contiene rutinas para unas 30 instrucciones que puede reconocer. Esta característica es la que lo hace idóneo como recepcionista, pudiendo responder preguntas efectuadas por los visitantes. Al igual que otros representantes del reino de los robots, ASIMO es controlado por unos dispositivos conocidos como “servos”, que no son mas que pequeños (pero poderosos) motores eléctricos con el agregado de un sistema de control y un “encoder” que permiten moverlos solamente un ángulo determinado. Cuando el motor ha girado el ángulo deseado, se enclava en esta posición, hasta que recibe la orden de girar nuevamente. ASIMO cuenta con 26 servomotores para poder mover sus piernas, brazo, cabeza, pies y manos, entre otras tareas. Para alimentarlos cuenta con una batería recargable de 40 voltios, de Níquel-Metal (la misma tecnología de las baterías que alimentan la mayoría de los teléfonos móviles), que brinda al robot una autonomía de 30 minutos. Esta ubicada en el centro de ASIMO, lo que ayuda a que el centro de gravedad del robot se ubique en una posición que ayude en sus movimientos cuando debe desplazarse. Lleva unas cuatro horas recargar completamente la batería de ASIMO, por lo que es prácticamente indispensable tener otra a mano si deseamos una autonomía mas o menos decente. Si somos rigurosos en nuestro análisis, podemos llegar a la conclusión que ASIMO no es ninguna maravilla. Al fin y al cabo, es “solo” un mecano de un metro y pico de altura, que puede entender unas cuantas palabras, moverse lentamente por una habitación, y en media hora se habrá detenido por falta de energía. Sin embargo, estos logros sientan la base de lo que podrá hacer un autómata en el futuro. De hecho, el camino recorrido para que un mecanismo como ASIMO sea capaz de reconocer un rostro humano o entender señas hechas con las manos delante de sus cámaras es muy largo. Años de investigación en inteligencia artificial han sido necesarios para que ASIMO nos entienda cuando hablamos. Es innegable que en su estado actual tiene poco valor práctico, pero como prototipo de nuevas tecnologías es invalorable. No es raro que haya sido Honda quien desarrollo esta maravilla. La empresa tiene una gran trayectoria en cuanto a innovación tecnológica. Seguramente, los robots que veremos en la próxima década, o quizás más allá también, estarán basados en los cimientos construidos por ASIMO. Hasta juega al futbol!!! La compañía Honda acaba de presentar una nueva versión de su robot ASIMO, con importantes mejoras que lo hacen parecerse aún más a un ser humano. De partida el robot cuenta con una nueva tecnología de control que le permite desplazarse y tomar diversas decisiones de manera autónoma, sin que tenga que depender de un humano como hasta ahora. El robot que ahora pesa 48 kg es capaz de desplazarse a una velocidad de 9 km/h, puede saltar incluso en un pie, girar y manipular diversos objetos con una mayor precisión (Honda trabajó mucho tiempo en mejorar sus manos). Además cuenta con un moderno software que le permite reconocer gestos y voces. El robot ASIMO (Advanced Step in Innovative Mobility) fue creado en el año 2000 como una apuesta de la compañía por la investigación y el desarrollo en diferentes áreas (como el de la inteligencia artificial). De esta manera el robot ASIMO es considerado uno de los robots humanoides más avanzados del mundo, debido a su capacidad de desplazarse en dos patas, correr, subir y bajar escaleras, realizar giros y en general, imitar muchos de los movimientos que realizamos los seres humanos. ASIMO, su pasado: El primer gran humanoide que realmente llego a la sociedad fue el robot diseñado y fabricado por HONDA, su desarrollo se remonta desde 1986 hasta la actualidad. Otros robots bípedos y humanoides también destacaron durante este tiempo, pero "el robot que recibio el nombre de ASIMO" fue el principal referente. Por encima de proyectos desarrollados en el Instituto Tecnológico de Massachussets o la Universidad Carnegie Mellon. El año 1986: En 1986 los ingenieros de Honda empezaron a trabajar en la problemática de caminar, la pregunta era ¿qué necesita un robot para poder caminar dinámicamente?, hasta esa fecha muchos documentos científicos habían señalado la dificultad de fabricar robots caminantes, pero muy pocos científicos se atrevían a señalar la respuesta a la pregunta. El primer ingenio robótico de HONDA era el E0, diseñado en 1986, para la época era un autentico prodigio que podía moverse sobre dos piernas no sin caerse en numerosas ocasiones. Las versiones E: Entre 1987 y 1991 HONDA trabajó en las siguientes versiones del robot: E1, E2, E3. Entre 1991 y 1993 con las nuevas versiones E4, E5 y E6 se empezaron a emplear conceptos como el ZMP (Zero Moment Point), que hoy en día componen el ABC de la robótica bípeda. Durante esta epoca el proyecto se mantuvo bajo un relativo secretismo, diversas instituciones sabían que HONDA estaba trabajando en robótica humanoide pero pocos se podían imaginar los avances que los científicos nipones estaban alcanzando. Las versiones P: Entre 1993 y 1997 surgieron P1, P2 y P3, autenticas maquinas humanoides con tanto nivel de detalle que el público empezó a asombrarse con los resultados obtenidos. El modelo más voluminoso llegó a ser el P2 que pesaba 210 Kg y medía 1,82 mts. ASIMO, la vision comercial: Cuando HONDA llegó a estos extremos, en los que veía claramente que controlaba la robótica humanoide básica (la capacidad de caminar) analizó sus posibilidades comerciales, llegando a la conclusión de que un robot que pudiera aplastar a su propietario no era muy comercial. Entonces surgió ASIMO, un pequeño robot de 1,20 cm de altura y 43 kg de peso que podría maravillar al mundo saliendo en la televisión sin riesgo para sus coetáneos. En realidad ASIMO ha cambiado mucho desde su primera aparición a principios de milenio. En un principio pesaba 54 Kg. pero a base de "dieta tecnológica" ha pasado a pesar 43 Kg. (en Enero de 2004). La "dieta tecnológica" más popular es sin lugar a dudas la Japonesa, la cultura de la nanotecnologia y miniaturizacion arrasa en el mercado tecnologico japones y eso se traduce en perdidas de peso para ASIMO. Dimensiones: Las medidas de ASIMO están pensadas para adaptarse al entorno humano: 1,20 cm de altura, 450 mm de ancho de hombros, 440 mm de profundo y 43 Kg de peso. El pack de baterias que incorpora en su mochila le proporciona 38 voltios y 10AH a plena carga. Puede levantar un peso de 0,5 Kg en cada mano. Potencial y mejoras: Cuando usted esté leyendo esto seguramente una versión retocada de ASIMO estará ya lista para ser fabricada o incluso puede que este rondando por el mundo, una nueva versión más ligera, más inteligente, más rápida, más eficiente, más barata y sobre todo más preparada para interactuar con el ser humano. Las imagenes en un analisis pormenorizado de las mismas podemos discernir importantes etapas en el desarrollo de ASIMO: El empleo de rodillas articuladas con eje doble, la reduccion del ancho del cuerpo al lograr un mayor equilibrio y el aumento en la complejidad de la estructura son solo algunos ejemplos. Conclusión: ASIMO y su evolución es para muchos investigadores la Biblia de la robótica humanoide, otros consideran que la robótica humanoide no es rentable, el tiempo y la propaganda que HONDA recibe gracias a su humanoide lo diran, mientras tanto el que en otro tiempo fuera fabricante de electrodomesticos y coches es ahora un componente vital de la historia de la robótica. A continuación podremos observar videos que muestran el desemepeño del increíble ASIMO: link: www.youtube.com/watch?v=aKn5y2SLUK0 link: www.youtube.com/watch?v=WlB7NV-tow0 link: www.youtube.com/watch?v=R8UeT9r4cmg link: www.youtube.com/watch?v=GaFU_HsZ0CQ link: www.youtube.com/watch?v=81Hnto25P1Q Porsupuesto, Asimo no es el único robot de este tipo, también tenemos otros, entre los cuales el más famoso es Promet: link: www.youtube.com/watch?v=E1DuJQL8spY