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Dennis Hong: Mis siete especies de robots.

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    El primer robot del que voy a hablar se llama STriDER,
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    que significa "Robot Experimental
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    Dinámico Trípode Auto-excitado".
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    Es un robot de tres patas
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    inspirado en la Naturaleza.
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    Pero ¿alguien ha visto en la Naturaleza
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    un animal de tres patas?
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    Probablemente no. ¿Y entonces por qué lo llamamos
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    robot bioinspirado? ¿Cómo puede funcionar?
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    Pero antes de eso veamos la cultura popular.
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    Ya conocen la novela y la película "La Guerra de los Mundos" de H.G. Wells.
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    Y lo que ven aquí es
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    un videojuego muy popular.
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    En la ficción se describe a estas criaturas alienígenas
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    como robots de tres patas que aterrorizan a la Tierra.
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    Pero mi robot STriDER no se mueve de esta manera.
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    Esto es una simulación dinámica animada.
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    Les enseñaré cómo funciona el robot:
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    Voltea su cuerpo 180 grados,
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    y balancea una pata entre las otras dos para detener la caída.
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    Así es como camina. Pero si nos observamos nosotros
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    los seres humanos, al caminar con dos piernas
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    lo que hacemos es que en realidad no usamos un músculo
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    para levantar así la pierna y andar como un robot, ¿verdad?
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    Lo que de verdad hacemos es balancear una pierna y detener la caída,
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    levantarnos de nuevo, balancear la pierna y detener la caída.
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    Usando nuestra propia dinámica, la física de nuestro cuerpo
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    igual que un péndulo.
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    A este concepto lo llamamos locomoción dinámica pasiva.
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    Lo que hacemos es levantarnos y convertir
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    energía potencial en energía cinética
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    energía potencial en energía cinética.
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    Es un proceso de caída constante.
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    Así, aunque no hay nada en la Naturaleza con este aspecto
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    en realidad nos hemos inspirado en la biología
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    y hemos aplicado a este robot los principios del caminar.
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    Por tanto es un robot biológicamente inspirado.
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    Lo que ven aquí es lo próximo que queremos hacer.
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    Queremos plegar las patas y dispararlo en un movimiento de largo alcance.
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    Entonces despliega sus patas... casi parece de Star Wars.
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    Al aterrizar amortigua el impacto y comienza a caminar.
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    Lo que ven por aquí, esto amarillo, no es un rayo de la muerte.
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    Es solo para ilustrar que si tienen cámaras
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    o diferentes tipos de sensores
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    ya que es alto, mide 1,80 metros,
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    puede ver por encima de obstáculos como arbustos y demás.
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    Tenemos dos prototipos.
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    La primera versión, al fondo, se llama STriDER I.
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    El del frente, más pequeño, es STriDER II.
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    El problema que tuvimos con STriDER I
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    es que tenía un cuerpo demasiado pesado. Tenía muchos motores
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    para alinear las articulaciones y demás.
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    Decidimos sintetizar un mecanismo
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    para librarnos de tantos motores, y con un único motor
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    podemos coordinar todos los movimientos.
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    Es una solución mecánica al problema, en lugar de emplear mecatrónica.
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    Ahora el cuerpo central es lo bastante ligero como para caminar en el laboratorio.
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    Este fue el primer paso que dio con éxito.
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    Aún no es perfecto
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    así que todavía tenemos mucho trabajo por delante.
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    El segundo robot del que quiero hablar se llama IMPASS:
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    "Plataforma Móvil Inteligente con Sistema Activo Radial".
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    Es un robot con un híbrido de ruedas y patas.
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    Se puede entender como una rueda sin llanta
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    o una rueda radial.
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    pero los radios entran y salen del eje individualmente
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    así que es un híbrido de rueda y patas.
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    Literalmente estamos reinventando la rueda.
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    Permítanme demostrarles cómo funciona.
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    En este video utilizamos una estrategia
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    que llamamos estrategia reactiva.
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    Usando solamente los sensores en los extremos
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    intenta caminar sobre un terreno cambiante
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    un terreno blando que se deforma y cambia
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    y solo con la información táctil
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    consigue cruzar por este tipo de terreno.
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    Pero cuando encuentra un terreno extremo,
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    en este caso el obstáculo mide más del triple
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    de altura que el robot,
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    entonces entra en modo deliberado,
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    en el cual usa un detector láser
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    y un sistema de cámaras para medir el obstáculo
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    y planifica cuidadosamente el movimiento de los radios
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    y los coordina de manera que exhibe
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    esta movilidad tan impresionante.
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    Probablemente no hayan visto aún nada como esto.
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    Es un robot de muy alta movilidad
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    que hemos desarrollado, llamado IMPASS.
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    ¡Ah! ¿no es genial eso?
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    Cuando conducimos un coche
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    para dirigirlo utilizamos un método
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    llamado "dirección Ackermann".
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    Las ruedas delanteras giran así.
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    En muchos robots pequeños con ruedas
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    se usa un método llamado "dirección diferencial"
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    en el que las ruedas izquierda y derecha giran en sentidos opuestos.
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    Con IMPASS podemos hacer muchos tipos de movimientos.
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    Por ejemplo, en este caso, aunque ambas ruedas se conectan
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    al mismo eje, rotando con la misma velocidad angular,
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    simplemente cambiamos la longitud de los radios,
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    el diámetro efectivo, y así gira a izquierda y derecha.
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    Estos son solo algunos ejemplos
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    de todo lo que podemos hacer con IMPASS.
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    Este robot se llama CLIMBeR (escalador)
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    "Robot con patas de comportamiento inteligente adaptado suspendido por cable"
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    He hablado con muchos científicos del laboratorio de Propulsores de la NASA
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    son famosos sus vehículos exploradores de Marte
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    y los científicos, los geólogos siempre me dicen
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    que los lugares más interesantes para la ciencia
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    son siempre los precipicios
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    pero los exploradores actuales no llegan allí.
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    Esto nos inspiró a construir un robot
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    capaz de escalar un entorno estructurado como un precipicio
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    Y este es CLIMBeR.
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    Veamos qué hace. Tiene tres patas, y aunque no se ve bien
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    tiene un cabrestante con un cable por encima.
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    Intenta averiguar el mejor lugar para poner un pie
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    y cuando consigue averiguarlo
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    calcula en tiempo real la distribución de fuerzas
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    cuánta fuerza necesita ejercer sobre la superficie
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    para no volcar ni resbalar.
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    Cuando se ha estabilizado levanta una pata
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    y con ayuda del cabrestante puede seguir escalando.
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    También sirve para misiones de búsqueda y rescate.
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    Hace cinco años estuve trabajando en el laboratorio de Propulsores de la NASA
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    durante el verano como investigador contratado
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    y ya tenían un robot de seis patas llamado LEMUR.
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    Y en él se basa este otro. Este robot se llama MARS.
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    "Sistema robótico con múltiples miembros". Es un robot hexápodo.
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    Hemos desarrollado un planificador de movimientos adaptativo.
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    Hemos conseguido una capacidad de carga interesante.
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    A los alumnos les gusta divertirse. Y aquí se ve...
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    ...que está caminando por un terreno no estructurado.
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    Intenta caminar sobre roca sólida
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    dentro del área delimitada
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    pero según la humedad y el grosor del grano de la arena
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    cambia la manera en que se hunden las patas.
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    Intenta adaptar sus movimientos para atravesar estos terrenos.
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    Y también hace cosas graciosas. Como pueden imaginar,
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    recibimos a muchos visitantes en nuestro laboratorio.
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    Cuando tenemos visita, MARS se acerca al teclado
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    y teclea "Hola, me llamo MARS"
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    "Bienvenidos a RoMeLa"
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    el "Laboratorio de Mecanismos Robóticos de Virginia Tech".
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    Este es un robot ameboide.
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    No hay tiempo ahora para entrar en detalles técnicos
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    pero les mostraré algunos de los experimentos.
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    Estos son algunas de las primeras pruebas de viabilidad.
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    Almacenamos energía potencial en la piel elástica para hacerlo moverse.
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    O hacemos que se mueva empleando tensores activos
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    hacia adelante y atrás. Se llama ChIMERA.
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    También hemos trabajado con algunos científicos
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    e ingenieros de la Universidad de Pensilvania
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    para idear una versión accionada químicamente
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    de este robot ameboide
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    Hacemos esto por aquí...
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    ...y como por arte de magia se mueve.
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    Este robot es un proyecto muy reciente. Se llama RAPHaEL.
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    "Mano robótica propulsada por aire con ligamentos elásticos"
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    Hay muchas manos robóticas realmente buenas en el mercado.
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    El problema es que son demasiado caras, decenas de miles de dólares.
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    Por eso no son muy prácticas para aplicaciones protésicas
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    ya que no son asequibles.
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    Queríamos abordar este problema de una manera diferente
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    en lugar de usar motores eléctricos y actuadores electromecánicos
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    usamos aire comprimido.
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    Hemos desarrollado estos nuevos actuadores para articulaciones.
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    Con ellos es posible cambiar la fuerza
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    con solo cambiar la presión de aire
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    y llega a ser capaz de aplastar una lata vacía de refresco
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    y de sostener objetos frágiles como un huevo crudo
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    o como en este caso, una lámpara.
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    Lo mejor es que solo costó 200 dólares hacer el primer prototipo.
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    Este robot pertenece a una familia de robots serpiente
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    que llamamos HyDRAS,
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    "Serpiente Robótica Articulada con Hiper Grados de Libertad".
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    Es un robot capaz de escalar estructuras.
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    Esto es un brazo de HyDRAS.
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    Es un brazo robótico con doce grados de libertad
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    y lo mejor es la interfaz de usuario.
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    Este cable de aquí es una fibra óptica
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    y esta alumna, probablemente usándolo por primera vez,
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    es capaz de articularlo de muchas maneras.
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    En Irak por ejemplo, en zonas de guerra
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    se encuentran bombas cerca de la carretera.
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    Se suelen enviar vehículos radiocontrolados con brazos robóticos.
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    Lleva mucho tiempo y dinero
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    adiestrar a un operador para manejar esos brazos tan complejos
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    y en este otro caso resulta muy intuitivo.
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    Este otro alumno, quizás usándolo por primera vez, puede hacer
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    manipulaciones complejas de objetos.
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    Así de fácil, es muy intuitivo.
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    Y este es nuestro robot estrella.
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    Tenemos incluso un club de fans del robot DARwIn
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    "Robot Dinámico Antropomorfo con Inteligencia".
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    Como saben, estamos muy interesados en
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    robots humanoides que caminan
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    y decidimos construir un pequeño humanoide.
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    Eso fue en 2004. Por entonces algo así
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    era realmente revolucionario.
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    Era más bien un estudio de viabilidad.
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    ¿Qué motores deberíamos usar?
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    ¿Es acaso posible? ¿Qué tipo de control deberíamos hacer?
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    Este modelo no tiene ningún sensor.
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    Se controla en bucle abierto.
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    Como muchos ya sabrán, si no tiene sensores
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    y encuentra alguna perturbación... ya saben lo que ocurre.
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    (Risas)
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    Basándonos en ese éxito, el año siguiente
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    hicimos un diseño mecánico en serio
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    empezando por la cinemática.
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    Y así nació DARwIn en 2005.
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    Se levanta, camina... impresionante.
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    Pero todavía, como pueden ver
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    tiene un cable, un cordón umbilical. Aún usábamos alimentación externa
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    y computación externa.
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    Ya en 2006 era hora de divertirse.
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    Démosle inteligencia. Le dimos la potencia de cálculo necesaria:
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    Procesador Pentium M a 1,5 gigahercios
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    dos cámaras Firewire, giróscopos, acelerómetros
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    sensores de presión y torsión en los pies, baterías de polímero de litio...
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    y ahora DARwIn es completamente autónomo.
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    Ya no se controla a distancia.
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    No hay cables. Mira alrededor, busca la pelota,
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    sigue mirando, busca la pelota, e intenta jugar al fútbol
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    de forma autónoma, con inteligencia artificial.
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    Veamos qué tal le va. Este fue nuestro primer intento.
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    y... ¡gol!
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    Hay una competición llamada RoboCup.
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    No sé cuántos de ustedes conocen la RoboCup.
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    Es un campeonato internacional de robots futbolistas autónomos.
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    Y la meta final de RoboCup es
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    que para el año 2050
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    robots autónomos humanoides de nuestro tamaño
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    jueguen al fútbol contra los campeones del mundo humanos...
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    ...y ganen.
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    Esa es la meta real. Es muy ambiciosa,
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    pero creemos que podemos conseguirlo.
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    Esto fue el año pasado en China.
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    Fuimos el primer equipo estadounidense que se clasificó
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    para la competición de robots humanoides.
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    Esto fue este año, en Austria.
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    Van a ver la acción, tres contra tres,
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    completamente autónomos.
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    ¡Así se hace, sí!
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    Los robots se siguen la pista unos a otros
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    y juegan en equipo entre ellos.
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    Es impresionante. En realidad es un congreso de investigación
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    en forma de evento competitivo, que es más divertido.
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    Lo que ven ahí es el bello trofeo
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    de la copa Louis Vuitton.
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    Es un trofeo al mejor humanoide
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    y queremos ganarlo por primera vez para los Estados Unidos
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    el año que viene. Veremos si hay suerte.
  • 10:54 - 10:56
    Gracias.
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    (Aplausos)
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    DARwIn también tiene muchos otros talentos.
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    El año pasado dirigió a la Orquesta Sinfónica de Roanoke
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    para el concierto de vacaciones.
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    Esta es la siguiente generación: DARwIn IV
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    más inteligente, más rápido, más fuerte
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    y está intentando demostrar sus habilidades
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    "Soy un macho, soy fuerte".
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    "Sé hacer movimientos de Jackie Chan,
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    movimientos de artes marciales".
  • 11:24 - 11:26
    (Risas)
  • 11:26 - 11:28
    Y se va caminando. Este es DARwIn IV,
  • 11:28 - 11:30
    podrán verlo luego en la recepción.
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    Estamos convencidos de que será el primer robot corredor
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    humanoide de los Estados Unidos. Estén al tanto.
  • 11:35 - 11:38
    Ya les he mostrado algunos de nuestros fantásticos robots.
  • 11:38 - 11:41
    Pero ¿cuál es el secreto de nuestro éxito?
  • 11:41 - 11:43
    ¿De dónde sacamos estas ideas?
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    ¿Cómo desarrollamos ideas como éstas?
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    Tenemos un vehículo completamente autónomo
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    capaz de conducir en entorno urbano. Ganamos medio millón de dólares
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    en el DARPA Urban Challenge.
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    Tenemos también el primer vehículo del mundo
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    que puede ser dirigido por un invidente.
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    Lo llamamos el reto del conductor ciego, muy interesante.
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    Y hay muchos otros proyectos robóticos de los que querría hablar.
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    Estos son solo los premios que ganamos en otoño de 2007
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    en competiciones robóticas y cosas así.
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    Tenemos cinco secretos.
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    El primero: ¿de dónde obtenemos esta inspiración,
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    esta chispa de imaginación?
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    Esta es una historia real, mi historia personal.
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    Cuando me voy a la cama, a las 3 ó 4 de la mañana,
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    me acuesto, cierro los ojos y empiezo a ver líneas y círculos
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    y diferentes formas flotando
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    que se ensamblan y forman mecanismos
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    y entonces pienso "Ah, este es bueno".
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    Junto a mi cama tengo un cuaderno,
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    un diario con un bolígrafo que tiene una luz LED
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    porque no quiero encender la luz y despertar a mi esposa.
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    Veo estos dibujos, lo garabateo todo, dibujo cosas,
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    y me vuelvo a la cama.
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    Cada día por la mañana
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    lo primero que hago antes del café
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    antes de lavarme los dientes, abro mi cuaderno.
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    Muchas veces está vacío.
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    A veces hay algo, a veces es un sinsentido
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    y la mayor parte del tiempo ni yo entiendo mi propia letra
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    ¿Qué se puede esperar a las cuatro de la mañana?
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    Así que necesito descifrar lo que escribí.
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    Pero a veces encuentro una idea ingeniosa
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    y tengo un momento eureka.
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    Corro a mi despacho, me siento ante el ordenador
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    anoto las ideas y hago bocetos
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    y lo guardo todo en una base de datos de ideas.
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    Cuando recibimos una petición de propuestas
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    busco si hay algo que coincida
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    entre mis ideas potenciales
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    y el problema. Si algo coincide, escribimos una propuesta de investigación,
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    conseguimos financiación, y así empezamos nuestros proyectos de investigación.
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    Pero solo la chispa de imaginación no basta.
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    ¿Cómo desarrollamos estas ideas?
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    En RoMeLa, el Laboratorio de Mecanismos Robóticos,
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    celebramos magníficas sesiones de tormentas de ideas.
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    Nos reunimos, debatimos sobre problemas técnicos
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    y sociales, y hablamos sobre todo eso.
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    Pero antes de empezar ponemos una regla de oro.
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    La regla es:
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    nadie critica las ideas de otro,
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    nadie critica ninguna opinión.
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    Esto es crucial, porque a menudo los alumnos tienen miedo
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    o incomodidad por lo que otros puedan pensar de ellos
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    por sus opiniones e ideas.
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    Al hacerlo así, resulta sorprendente
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    cómo los alumnos abren su mente.
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    Tienen ideas geniales, locas, brillantes.
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    Toda la sala se electriza de energía creativa.
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    Y así es como desarrollamos nuestras ideas.
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    Nos queda poco tiempo. Una cosa más que quiero decir es
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    que solo la chispa de la idea y su elaboración no bastan.
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    Hubo un momento genial en TED
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    creo que era Sir Ken Robinson, ¿no?
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    Dio una charla sobre cómo la educación
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    y la escuela matan la creatividad.
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    En realidad esa historia tiene dos caras.
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    Hay un límite en lo que se puede hacer
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    solo a base de ideas ingeniosas,
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    creatividad y buena intuición de ingeniero.
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    Si queremos hacer algo más que cacharrear,
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    si queremos ir más allá de una mera afición a la robótica
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    y abordar los grandes retos de la robótica
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    mediante investigación rigurosa,
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    necesitamos más que eso. Aquí es donde entra la escuela.
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    Batman, cuando pelea contra los malos,
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    tiene su cinturón de armas, tiene un gancho arrojadizo,
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    tiene toda clase de artilugios.
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    Para nosotros los robóticos, ingenieros y científicos
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    estas herramientas son las asignaturas que se estudian en clase.
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    Matemáticas, ecuaciones diferenciales,
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    álgebra lineal, ciencias, física,
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    incluso, hoy en día, química y biología, como ya han visto.
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    Estas son las herramientas que necesitamos.
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    Y cuantas más herramientas tengamos, como Batman,
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    más efectivos seremos peleando contra los malos.
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    Tendremos más herramientas para atacar a los problemas grandes.
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    Por eso la educación es muy importante.
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    Pero no se trata solamente de eso.
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    También hay que trabajar muy, muy duro.
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    Siempre digo a mis estudiantes:
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    primero trabaja con astucia y luego esfuérzate.
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    Esta foto se tomó a las tres de la madrugada.
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    Les aseguro que si vienen a las tres o cuatro de la mañana
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    tenemos alumnos trabajando allí,
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    y no porque yo se lo mande, sino porque nos estamos divirtiendo.
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    Lo que me lleva al último asunto:
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    no olviden divertirse.
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    Ese es el secreto de nuestro éxito. Nos divertimos muchísimo.
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    Estoy convencido de que la máxima productividad llega cuando uno se divierte.
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    Y eso es lo que estamos haciendo.
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    Eso es todo. Muchas gracias.
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    (Aplausos)
Title:
Dennis Hong: Mis siete especies de robots.
Speaker:
Dennis Hong
Description:

En TEDxNASA, Dennis Hong presenta siete robots todoterreno ganadores de varios premios, como el futbolista humanoide DARwIn y el escalador CLIMBeR, todos construidos por su equipo en RoMeLa, Virginia Tech. Siga el video hasta el final para conocer los cinco secretos del increíble éxito de su laboratorio.
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
15:57
Manuel Matias added a translation

Spanish subtitles

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