Supersentido auditivo para robots

Emulando los principios auditivos de los murciélagos y los delfines, una nueva tecnología dota al robot que la use de una capacidad asombrosa no solo para reconocer sonidos sino también para confeccionar mapas acústicos de su entorno que le permitan orientarse en la oscuridad. Y todo ello usando, en líneas generales, un solo micrófono.

El logro es obra de un equipo encabezado por Semin Ahn, de la Universidad Nacional de Seúl en Corea del Sur.

Estos investigadores han desarrollado el primer sensor auditivo 3D del mundo basado en metaestructuras, capaz de reconocer la posición utilizando un solo sensor. Este sensor integra dos tecnologías principales: una tecnología de percepción acústica 3D que estima la posición 3D de personas u objetos incluso en entornos ruidosos, y una tecnología de comunicación dual basada en ondas de sonido que habilita nuevos métodos de interacción entre humanos y robots, así como entre robots.

El equipo diseñó un mecanismo de cancelación de fase basado en metaestructuras que ajusta artificialmente la fase de las ondas sonoras que llegan desde diferentes trayectorias, amplificando los sonidos que vienen de direcciones específicas y cancelando los que vienen de otras. Al combinar este mecanismo con un solo micrófono y un dispositivo rotatorio, el equipo implementó la función de rastreo de fuentes de sonido 3D, anteriormente solo alcanzable con sistemas multisensor, en un solo sensor. Denominaron a este sistema "3DAR (3D Acoustic Ranging)".

Además, inspirados en los principios de comunicación de doble frecuencia de los delfines, los investigadores diseñaron un canal acústico dual que separa las frecuencias en un rango audible para el oído humano y en otro que resulta inaudible para este.

Este reparto permite que humanos y robots se comuniquen mediante frecuencias audibles (sonidos que los humanos podemos oír), mientras que los robots se comunican entre sí mediante frecuencias inaudibles (sonidos que los humanos no podemos oír). Este diseño minimiza las interferencias y proporciona vías de comunicación independientes, robot-humano y robot-robot, lo que facilita escenarios colaborativos más complejos en entornos industriales.

Robot equipado con el nuevo supersentido auditivo. (Foto: © Seoul National University College of Engineering)

Estas dos tecnologías están integradas en un único sistema, que el equipo de investigación y desarrollo implementó con éxito en un robot. Se realizaron pruebas en fábricas y entornos cotidianos. Cabe destacar que el robot cuadrúpedo equipado con este sistema interactuó con éxito con humanos mediante sonido y detectó fugas de gas también mediante el sonido exclusivamente.

Ahn y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, bajo el título “Human-robot and robot-robot sound interaction using a 3-Dimensional Acoustic Ranging (3DAR) in audible and inaudible frequency”. (Fuente: NCYT de Amazings)