Boston Dynamics presenta una nueva mano de cuatro dedos para el robot humanoide Atlas

Boston Dynamics ha mostrado una nueva mano de cuatro dedos para su robot humanoide Atlas, concebida para combinar la destreza necesaria en la manipulación compleja y el uso de herramientas con la robustez que exige el trabajo industrial. Según la compañía, sustituye a la mano anterior de siete grados de libertad, que estaba pensada sobre todo para agarrar objetos, por un diseño orientado específicamente a manipularlos.

La nueva mano cuenta con 13 grados de libertad en total: cada uno de los tres dedos aporta tres grados de libertad, mientras que el pulgar oponible concentra cuatro. Ese pulgar puede deslizarse tanto a lo largo como a lo ancho de los demás dedos, lo que permite a Atlas adoptar distintas configuraciones de pinza y de sujeción de herramientas. El tamaño de la mano es comparable al de una mano humana grande, en parte porque Atlas está pensado para operar en espacios, entornos y puestos de trabajo diseñados originalmente para personas.

Boston Dynamics explica que, pese a la mayor destreza, la nueva mano mantiene una fuerza similar a la del diseño previo; la compañía recuerda que ya ha demostrado a Atlas cargando un minifrigorífico de más de 100 libras (unos 45 kilos). Entre las capacidades que destaca el fabricante están la reorientación de objetos dentro de la propia mano, los agarres de pinza y tripodales, la recuperación cuando un objeto se desliza, y el manejo de herramientas como taladros, destornilladores de par motorizados, amoladoras, clavadoras y sopletes de soldadura. Los actuadores están encapsulados, se basa en un único tipo de actuador y no hay cables que crucen las articulaciones, un planteamiento que, según la empresa, mejora la resistencia, la capacidad de fabricación en serie y la facilidad de reparación de cara a una producción de robots humanoides a mayor escala.

Un aspecto llamativo del anuncio es la justificación de por qué la mano tiene cuatro dedos y no cinco. Boston Dynamics señala que, durante el desarrollo, el director de tecnología de la compañía, Zack Jackowski, pidió a miembros de su equipo que se vendaran el meñique y el anular juntos durante un día y anotaran qué tareas dejaban de poder realizar. Ese experimento ayudó a convencer al equipo de que cuatro dedos bastaban para las capacidades que perseguían, mientras que añadir un quinto dedo habría exigido tres actuadores adicionales, incrementando el coste, el volumen y el número de posibles puntos de fallo. Con esa arquitectura de cuatro dedos, Atlas puede igualmente reorientar objetos en la mano, recuperarse de agarres que resbalan y sostener herramientas mientras acciona sus gatillos.

La mano incorpora además sensores táctiles de presión densamente distribuidos en las yemas de los dedos y en la palma, que se suman a la sensibilidad propioceptiva de los propios actuadores. Según Boston Dynamics, esto permite detectar señales de contacto muy pequeñas durante la interacción con los objetos y aporta la realimentación necesaria para una manipulación más delicada. La capacidad de retroaccionamiento (backdrivability) y la transparencia de los actuadores son también elementos centrales del diseño, ya que permiten usar la propiocepción para una manipulación ágil y una regulación precisa de la fuerza.

El uso de herramientas es, de hecho, uno de los focos declarados del proyecto: en lugar de intentar crear una mano capaz de ejecutar cualquier tarea de forma directa, Boston Dynamics concibe las herramientas como una forma de extender las capacidades de los robots humanoides, de la misma manera que las herramientas extienden las capacidades humanas. La compañía argumenta que esto será cada vez más relevante a medida que los humanoides dejen atrás las operaciones convencionales de recoger y colocar objetos para abordar tareas de ensamblaje, manejo de cables y herramientas, y objetos presentados en entornos menos estructurados.

El diseño se ha pensado también con la simulación y el aprendizaje por refuerzo en mente. Boston Dynamics afirma que la actuación de accionamiento rígido, la transmisión retroaccionable y los sistemas de control de la mano permiten reproducir su comportamiento físico con alta fidelidad en simulación, lo que facilita entrenar políticas de manipulación variando factores como el par motor, la fricción de las superficies, la geometría de los objetos y distintas perturbaciones, antes de trasladar esos comportamientos al robot físico. La empresa dice haber logrado ya resultados iniciales de transferencia de simulación a realidad (sim-to-real) en tareas de manipulación dinámica, con comportamientos entrenados íntegramente en simulación y desplegados después en el hardware de Atlas apoyándose en la propiocepción de los actuadores de alta frecuencia como realimentación. Boston Dynamics considera el aprendizaje por refuerzo como un complemento a los datos de demostración humana: estos últimos aportarían gran cantidad de información sobre cómo se manipulan los objetos, mientras que el aprendizaje por refuerzo en simulación entrenaría el control de alta velocidad y la regulación de fuerza necesarios para ejecutar esos movimientos de forma fiable en el robot.

Esta mano se presenta como complemento de la última generación de Atlas, el robot humanoide totalmente eléctrico que Boston Dynamics desarrolla con vistas a aplicaciones industriales y a una eventual fabricación a gran escala. La compañía sostiene que la manipulación diestra con herramientas será una capacidad central si los robots humanoides quieren convertirse en máquinas flexibles capaces de desempeñar una amplia gama de tareas industriales reales.