Robot que aprende a limpiar lavabos

La incorporación de los robots en los hogares para realizar tareas domésticas está siendo mucho más lenta de lo que se preveía. Aparte de barrer, aspirar y fregar, es muy poco el trabajo doméstico que los robots domésticos actuales pueden hacer. Tareas que a los humanos nos resultan fáciles de entender, para los robots constituyen desafíos titánicos.

Una de estas tareas es limpiar lavabos o fregaderos. ¿Cómo es posible calcular el movimiento de un brazo robótico para que pueda llegar a todas las partes de un lavabo? ¿Y si el lavabo tiene bordes inusualmente curvados? ¿Cuánta fuerza debe aplicarse en cada punto? ¿Qué tipo de movimiento es necesario para cada parte de la superficie? ¿A qué velocidad debe realizarse el movimiento? ¿Cuál es el ángulo apropiado?

Llevaría mucho tiempo codificar con precisión todas estas cosas en reglas fijas y fórmulas matemáticas predefinidas para un diseño específico de lavabo o fregadero. Y dada la amplia gama de diseños que pueden tener estos, el trabajo se vislumbra como un reto imposible de superar.

Un equipo integrado, entre otros, por Christoph Unger, Christian Hartl-Nesic y Andreas Kugi, de la Universidad Tecnológica de Viena en Austria, ha adoptado un enfoque estratégico totalmente distinto: un humano ejecuta varias veces la tarea para enseñarle al robot lo que debe hacer. La persona utiliza una esponja especialmente preparada (equipada con sensores de fuerza y marcadores de seguimiento) para limpiar el borde de un lavabo o fregadero. Observando al humano y examinando los demás datos recogidos durante la operación, el robot aprende con bastante rapidez a realizar la limpieza de ese lavabo o fregadero y además luego puede aplicar con flexibilidad este conocimiento a otros con formas diferentes.

Este proceso de aprendizaje es posible gracias a una innovadora estrategia de tratamiento de datos desarrollada por el equipo de investigación. Combina varias técnicas existentes en el campo del aprendizaje automático (una modalidad de inteligencia artificial).

Prueba de eficiencia en la labor de limpiar un lavabo o similar ejercida por un robot. La suciedad se simuló con el material de color azul. (Foto: TU Wien)

El innovador algoritmo de aprendizaje automático permite al robot limpiar todo el lavabo u otros objetos con una superficie compleja tras el entrenamiento, aunque solo se le haya enseñado a limpiar un único borde del lavabo o fregadero. El robot aprende cosas como por ejemplo que hay que sujetar la esponja de manera diferente según la forma de la superficie, o que en una zona muy curvada hay que aplicar una cantidad de fuerza distinta a la que se debe aplicar en una superficie plana.

El sistema de aprendizaje para robots desarrollado y probado en la Universidad Tecnológica de Viena se ha empleado primeramente para la labor de fregar lavabos y fregaderos, pero sirve para muchas otras tareas, también industriales, como por ejemplo repintar zonas de carrocerías de vehículos con ralladuras, o hacer ciertos trabajos de soldadura en talleres metalúrgicos.

Una característica de este sistema de aprendizaje por inteligencia artificial fascinará a algunas personas pero inquietará a otras: una vez el robot ha aprendido a hacer correctamente el trabajo, puede enseñar a otros robots a hacerlo, estos a su vez a otros, y así sucesivamente, sin necesitar ya a los humanos para esta transmisión de conocimientos. (Fuente: NCYT de Amazings)