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Articulo de referencia

Domo (robot)

Domo es un robot experimental creado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) diseñado para interactuar con humanos . Idea original de Jeff Weber y Aaron Edsinger , c...

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Domo es un robot experimental creado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) diseñado para interactuar con humanos . Idea original de Jeff Weber y Aaron Edsinger , cofundadores de Meka Robotics , su nombre proviene de la expresión japonesa " domo arigato ", que significa "muchas gracias" , así como de la canción " Mr. Roboto " de Styx . El proyecto Domo fue financiado inicialmente por la NASA y ahora cuenta con el apoyo financiero de Toyota para su desarrollo. [ 1 ]

Objetivo

Domo fue creado para probar numerosos circuitos robóticos y comandos muy complejos.

Origen

El hogar del Proyecto Domo está en el Grupo de Robótica Humanoide de los Laboratorios de Inteligencia Artificial del MIT. [ 2 ] Su existencia está inspirada en los proyectos de robótica que lo precedieron.

El proyecto Cardea Robot fue un proyecto de investigación liderado por el profesor Rodney Brooks en el Grupo de Robótica Humanoide del MIT. [ 3 ] El grupo de laboratorio trabajó en la creación de un brazo con actuador elástico en serie sin escobillas accionado por cable, montado sobre una plataforma Segway. Jeff Weber y Aaron Edsinger-Gonzales formaron parte de esta investigación, siendo responsables específicamente del diseño e implementación del brazo robótico. Esta colaboración permitió a Edsinger-Gonzales y Weber aplicar parte de la investigación a un nuevo robot, Domo.

Edsinger y Weber colaboraron también en muchos otros robots, y su experiencia trabajando con los proyectos Kismet [ 4 ] y Cog [ 5 ] influyó en el diseño de Domo. Kismet era una cabeza robótica desarrollada por Cynthia Breazeal para experimentar con expresiones y señales sociales. El papel de Edsinger en el proyecto fue ayudar a desarrollar las primeras etapas del módulo de detección ocular de Kismet, que le permitía establecer contacto visual durante la interacción. El proyecto Cog tenía como objetivo explorar la forma en que se forma la inteligencia a través de la interacción social. El robot Cog fue diseñado para emular los puntos motores y las extremidades del cuerpo humano y para aceptar estímulos de entrada de estos para que pudiera usar sus extremidades de manera similar a un humano. La contribución de Edsinger al proyecto Cog fue un brazo con actuador elástico en serie y controladores para el cuerpo del robot. Aunque la dirección de investigación de estos robots es muy diferente a la del Proyecto Domo, el diseño del módulo de detección ocular y el brazo del actuador elástico en serie están integrados en el diseño de Domo. [ 6 ]

Diseño

Domo was created in order to research manipulation and interaction with stimuli and machine learning of sensorimotor skills. To accomplish this, the design was required to have particular consideration as to how the robot would be able to interact with unfamiliar stimuli. The research also required Domo to be able to perceive and act upon its surroundings. Satisfying these concerns meant that Domo needed to be able to function without a complete model of the world, rather, it was equipped with the ability to build a model for itself.[7]

Mechanical parts

Domo's robotic head consists of seven degrees of freedom for the upper head which is attached to a neck with two degrees of freedom. There are two eyes, each with a single wide-angle camera. The cameras are capable of video capture at either 640×480 at 30 frames per second (frame/s) or 1024×768 at 15 frame/s. The two cameras tilt along the same degrees of freedom, but have individual degrees of freedom to allow for independent panning. A set of eyelids is included to use for expressions.[7]

Heads of previous robots, such as Cog, were impeded by the bundle of electrical cords that would run to the eye cameras and motors. Domo's design runs all the cables down through the neck so that they are tucked out of the way. This allows Domo a great deal of range and freedom in head articulation.

The head movement is facilitated by brushed direct-current motors. Potentiometer position sensors in the motor provide feedback as to the head's absolute position at startup, so Domo does not require a calibration routine before being able to function.

The main focus of the head design was for Domo to be able to emulate human eye movement. Human eye movements range from very quick and explosive movements to slow and accurate movements for following moving stimuli, so careful consideration was needed to design Domo's head and vision system.[7]

These eyes are linked to a cognitive system that is a networked cluster of Linux machines. The YARP (Yet Another Robot Platform) software suite is utilized for the cognitive system to do visual processing.[7]

Arms

Rather than designing Domo's arms for absolute precision, Edsinger and Weber designed the arms to work more closely to that of a human. Human arms are adept at sensing and controlling the forces at every joint, giving up precision in position for compliance. Translating this to a humanoid robot required the design to include some tolerance and compliance at every joint while also being able to keep track of and output torque.

Los brazos de Domo tienen seis grados de libertad: dos en el hombro y cuatro en el brazo y la muñeca. Las articulaciones son actuadores elásticos en serie (SEA) accionados por motores de CC sin escobillas personalizados. Los grados de libertad contienen sistemas de accionamiento por cable, los cuales están discretamente ocultos en el centro de las articulaciones para no obstaculizar el movimiento. Los actuadores elásticos en serie se utilizan para proporcionar capacidades de detección de fuerza a los brazos. Los sensores integrados en los brazos están conectados al sistema cognitivo. [ 7 ]

Manos

El diseño de una mano humanoide requiere incorporar algún método para medir y transmitir la fuerza. Algunos diseños antiguos contaban con sensores de fuerza en las yemas de los dedos. Si bien esto funcionaría en un entorno conocido, no proporciona suficiente información para operar en un entorno nuevo y desconocido. Los controladores en las manos de Domo son capaces de detectar fuerzas en cada articulación. Esto permite que las manos agarren un objeto incluso sin un modelo de su tamaño, forma o material.

Cada mano consta de tres dedos accionados por cuatro actuadores. Hay un actuador para cada dedo y el cuarto controla la separación entre dos de ellos. Los dos dedos se separan mediante engranajes, mientras que el tercero permanece fijo. [ 7 ]

Talento

Domo se adaptará a su entorno probando la naturaleza física de las cosas al tocarlas o sacudirlas. Sus habilidades incluyen determinar el volumen de un objeto, colocar objetos en estantes, servir bebidas a los humanos, estrechar manos y dar abrazos. [ 8 ]

Percepción

Gracias a las dos cámaras instaladas en su cabeza y al sistema de procesamiento visual, Domo puede analizar el tamaño y la forma de un objeto para prepararse para la interacción. Esto se logra sin conocimiento previo del objeto, lo que le permite realizar tareas en entornos desconocidos.

Aprendiendo

La arquitectura de Domo permite que el robot recuerde experiencias sensoriales previas. Domo es capaz de aprender sobre sus propias habilidades sensoriomotoras y de ajustar la modulación de sus acciones en función de tareas realizadas anteriormente.

Manipulación

Las manos de Domo fueron diseñadas para ser diestras y capaces de realizar diversos agarres y movimientos. Sin embargo, esto no sería posible sin un sistema de software que gestionara eficazmente los distintos controladores para cada una de sus articulaciones. Esto permite al robot reaccionar con rapidez y modificar la actividad de sus brazos, lo cual es fundamental para que pueda intentar realizar tareas del mundo real.

Referencias

  1. ↑ Chao, Tom (16 de abril de 2007). "Nuevo robot observa a las personas con ojos similares a los humanos" . Fox News . News Corporation. Archivado del original el 19 de abril de 2007. Consultado el 20 de agosto de 2007 .
  2. ↑ "Edsinger Domo" .
  3. ↑ "Edsinger Cardea" .
  4. ↑ "Edsinger Kismet" .
  5. ↑ "Engranaje de Edsinger" .
  6. ↑ "Aaron Edsinger-Gonzales" .
  7. 1 2 3 4 5 6 Edsinger-Gonzales, Aaron y Jeff Weber (mayo de 2004). "Domo: un robot humanoide con detección de fuerza para la investigación de la manipulación". Revista internacional de robótica humanoide .
  8. ↑ Lange, Karen E. (septiembre de 2007). "¿Café, té o WD-40?". Revista National Geographic . 212 (3): 28.
  • La empresa derivada de Jeff y Aaron
  • Investigación Domo de MIT.edu
  • Edsinger-Gonzales, A.; Weber, J. (31 de mayo de 2004). «Domo: Un robot humanoide con sensor de fuerza para la investigación en manipulación». 4.ª Conferencia Internacional IEEE/RAS sobre Robots Humanoides, 2004. Vol.  1. págs. 273–291 . CiteSeerX 10.1.1.92.4608 . doi : 10.1109/ICHR.2004.1442127 . ISBN   0-7803-8863-1. S2CID 1301217 . 
  • Robot Cardea