Científicos logran que un “perro robot” aprenda a caminar en solo una hora

Tras estudiar cómo animales como jirafas o caballos aprenden a dar sus primeros pasos poco después de nacer, un equipo ha creado un robot del tamaño de un perro que tarda una hora en aprender a caminar. La hace, además, usando menos energía. (Lea Detectan el primer agujero negro inactivo fuera de la Vía Láctea)

Los investigadores, del Instituto Max Planck de Alemania, se centraron en cómo aprenden los animales a caminar y a tropezar, para lo que construyeron un robot de cuatro patas, al que bautizaron como Morti. Sus resultados los publicaron en Nature Machine Intelligence. (Lea Así se ven desde un satélite las olas de calor que agobian al mundo)

“Como ingenieros y especialistas en robótica, buscamos la respuesta mediante la construcción de un robot que presenta reflejos como un animal y aprende de los errores”, señaló uno de los autores del estudio, Felix Ruppert.

El algoritmo de aprendizaje que crearon adapta los parámetros de control de un generador central de patrones (CPG). En los seres humanos y en los animales, estos CPG son redes de neuronas en la médula espinal que producen contracciones musculares periódicas.

En palabras simples, el equipo simuló una médula espinal virtual que puso donde estaría la cabeza del robot y el CPG se ubicaba en un pequeño ordenador que controla el movimiento de las patas del mecanismo.

De esta manera, si el robot tropieza, el algoritmo de aprendizaje cambia la distancia de oscilación de las patas hacia adelante y hacia atrás, la velocidad de oscilación de las mismas y el tiempo que una de ellas está en el suelo. Durante el proceso de aprendizaje, el CPG envía señales motoras adaptadas para que el robot tropiece menos y optimice su marcha.

Si los datos de los sensores no coinciden con los esperados, el algoritmo de aprendizaje cambia el comportamiento de marcha hasta que el robot camina bien y sin tropezar.

“Nuestro robot prácticamente ‘nace’ sin saber nada sobre la anatomía de sus piernas o cómo funcionan”, explica Ruppert en un comunicado publicado por Dynamic Locomotion Group. “El CPG se asemeja a una inteligencia para caminar automática incorporada que proporciona la naturaleza y que hemos transferido al robot. La computadora produce señales que controlan los motores de las piernas, y el robot inicialmente camina y tropieza”.

Como apuntan en el artículo, el ordenador de Morti solo consume cinco vatios de energía en el proceso de caminar, frente a otros robots cuadrúpedos industriales que han aprendido a funcionar con la ayuda de complejos controladores, los cuales suelen consumir varias decenas y hasta varios cientos de vatios de energía.

Ambos tipos de robots funcionan de forma dinámica y eficiente, pero el consumo de energía computacional es mucho menor en este nuevo modelo, que además proporciona importantes conocimientos sobre la anatomía de los animales.

Tras estudiar cómo animales como jirafas o caballos aprenden a dar sus primeros pasos poco después de nacer, un equipo ha creado un robot del tamaño de un perro que tarda una hora en aprender a caminar. La hace, además, usando menos energía. (Lea Detectan el primer agujero negro inactivo fuera de la Vía Láctea)

Los investigadores, del Instituto Max Planck de Alemania, se centraron en cómo aprenden los animales a caminar y a tropezar, para lo que construyeron un robot de cuatro patas, al que bautizaron como Morti. Sus resultados los publicaron en Nature Machine Intelligence. (Lea Así se ven desde un satélite las olas de calor que agobian al mundo)

“Como ingenieros y especialistas en robótica, buscamos la respuesta mediante la construcción de un robot que presenta reflejos como un animal y aprende de los errores”, señaló uno de los autores del estudio, Felix Ruppert.

El algoritmo de aprendizaje que crearon adapta los parámetros de control de un generador central de patrones (CPG). En los seres humanos y en los animales, estos CPG son redes de neuronas en la médula espinal que producen contracciones musculares periódicas.

En palabras simples, el equipo simuló una médula espinal virtual que puso donde estaría la cabeza del robot y el CPG se ubicaba en un pequeño ordenador que controla el movimiento de las patas del mecanismo.

De esta manera, si el robot tropieza, el algoritmo de aprendizaje cambia la distancia de oscilación de las patas hacia adelante y hacia atrás, la velocidad de oscilación de las mismas y el tiempo que una de ellas está en el suelo. Durante el proceso de aprendizaje, el CPG envía señales motoras adaptadas para que el robot tropiece menos y optimice su marcha.

Si los datos de los sensores no coinciden con los esperados, el algoritmo de aprendizaje cambia el comportamiento de marcha hasta que el robot camina bien y sin tropezar.

“Nuestro robot prácticamente ‘nace’ sin saber nada sobre la anatomía de sus piernas o cómo funcionan”, explica Ruppert en un comunicado publicado por Dynamic Locomotion Group. “El CPG se asemeja a una inteligencia para caminar automática incorporada que proporciona la naturaleza y que hemos transferido al robot. La computadora produce señales que controlan los motores de las piernas, y el robot inicialmente camina y tropieza”.

Como apuntan en el artículo, el ordenador de Morti solo consume cinco vatios de energía en el proceso de caminar, frente a otros robots cuadrúpedos industriales que han aprendido a funcionar con la ayuda de complejos controladores, los cuales suelen consumir varias decenas y hasta varios cientos de vatios de energía.

Ambos tipos de robots funcionan de forma dinámica y eficiente, pero el consumo de energía computacional es mucho menor en este nuevo modelo, que además proporciona importantes conocimientos sobre la anatomía de los animales.