Mejorando la colaboración humano-robot mediante el aprendizaje de movimientos de danza

Los ingenieros de la Universidad de California en San Diego han logrado avances significativos en la tecnología de robots humanoides. Han entrenado con éxito a un robot para aprender y ejecutar sin esfuerzo una variedad de movimientos expresivos, incluyendo rutinas de baile simples, así como gestos como saludar con la mano, chocar los cinco y abrazar, todo mientras mantiene un paso estable sobre diferentes terrenos.

Mayor expresividad y agilidad

Este desarrollo representa un gran avance en la interacción humano-robot. La capacidad del robot para realizar una gama de acciones expresivas abre la puerta a su uso en diversos entornos, incluyendo líneas de ensamblaje, hospitales y hogares. Este robot podría trabajar de manera segura junto a los humanos y, potencialmente, reemplazarlos en entornos peligrosos como laboratorios o sitios de desastres.

“Mediante movimientos corporales expresivos y más humanos, buscamos generar confianza y mostrar el potencial de los robots para coexistir armoniosamente con los humanos”, dijo Xiaolong Wang, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática en la Jacobs School of Engineering de UC San Diego. “Estamos trabajando para cambiar la percepción pública de los robots, pasando de una imagen aterradora como la de Terminator a un socio amigable y cooperativo.”

Entrenamiento mediante baile y gestos

La notable expresividad del robot proviene de su proceso de entrenamiento. El equipo de investigación utilizó datos extensos de captura de movimiento y videos de baile para enseñar al robot varios movimientos corporales humanos. Este enfoque permite al robot aprender rápidamente nuevas rutinas de baile y gestos, como un estudiante de danza de aprendizaje rápido.

El entrenamiento se dividió en dos partes: la parte superior del cuerpo y la parte inferior. La parte superior se entrenó para replicar movimientos de referencia, como bailar y chocar los cinco, mientras que la parte inferior se centró en mantener un paso estable para garantizar el equilibrio en diferentes terrenos.

“El objetivo principal es demostrar la capacidad del robot para realizar diversas acciones mientras se desplaza de un lugar a otro sin caerse”, explicó Wang.

Estrategia coordinada unificada

A pesar de haber entrenado por separado la parte superior e inferior del cuerpo, el robot opera bajo una política unificada que rige toda su estructura. Esta coordinación asegura que el robot pueda realizar gestos complejos con la parte superior del cuerpo mientras camina de manera estable sobre superficies como grava, tierra, astillas de madera, césped y caminos de concreto inclinados.

El proceso de desarrollo incluyó simulaciones en un robot virtual, que luego se transfirieron a un robot real. El robot demostró con éxito su capacidad para ejecutar tanto movimientos aprendidos como nuevos movimientos en condiciones del mundo real.

Desarrollos futuros

Actualmente, los movimientos del robot son controlados por un operador humano mediante un controlador de videojuegos, que ajusta la velocidad, dirección y acciones específicas del robot. El equipo prevé versiones futuras del robot equipadas con cámaras para permitir la ejecución autónoma de tareas y la navegación.

El equipo también se centra en perfeccionar el diseño del robot para manejar tareas más intrincadas y detalladas. "Al ampliar las capacidades de la parte superior del cuerpo, podemos aumentar el rango de movimientos y gestos que el robot puede realizar", añadió Wang.

Los avances logrados por el equipo de UC San Diego en entrenar robots humanoides para realizar movimientos y gestos expresivos representan un salto significativo en la interacción humano-robot. Al integrar estos robots en entornos cotidianos, podemos anticipar un futuro en el que los robots colaboren de manera fluida con los humanos, mejorando la eficiencia y la seguridad en diversos contextos.