Con los recientes avances en tecnología de inteligencia artificial y robótica En la actualidad, existe un creciente interés por desarrollar y comercializar robots domésticos capaces de llevar a cabo una serie de tareas domésticas.

Tesla is construir un robot humanoide que, según su CEO, Elon Musk, podría utilizarse para cocinar y ayudar a las personas mayores. Recientemente, Amazon adquirió iRobot un destacado fabricante de aspiradoras robóticas, y ha estado invirtiendo fuertemente en la tecnología a través de la Programa de robótica de Amazon para ampliar la tecnología robótica al mercado de consumo. En mayo de 2022, Dyson, empresa famosa por sus aspiradoras eléctricas, anunció que planea construir el mayor centro de robótica del Reino Unido dedicado a desarrollo de robots domésticos que realizan las tareas domésticas diarias en los espacios residenciales.

A pesar del creciente interés, es posible que los posibles clientes tengan que esperar un tiempo para que esos robots salgan al mercado. Mientras que dispositivos como los termostatos inteligentes y los sistemas de seguridad se utilizan ampliamente en los hogares hoy en día, el uso comercial de los robots domésticos aún está en pañales.

Como investigador de robótica Sé de primera mano que los robots domésticos son bastante más difíciles de construir que los dispositivos digitales inteligentes o los robots industriales.

Manipulación de objetos

Una de las principales diferencias entre los dispositivos digitales y los robóticos es que los robots domésticos necesidad de manipular objetos mediante el contacto físico para llevar a cabo sus tareas. Tienen que llevar los platos, mover las sillas y recoger la ropa sucia y meterla en la lavadora. Estas operaciones requieren que el robot sea capaz de manipular objetos frágiles, blandos y a veces pesados con formas irregulares.

Los algoritmos de IA y aprendizaje automático más avanzados funcionan bien en entornos simulados. Pero el contacto con los objetos del mundo real les hace tropezar a menudo. Esto ocurre porque el contacto físico suele ser difícil de modelar y aún más difícil de controlar. Mientras que un humano puede realizar fácilmente estas tareas, existen importantes obstáculos técnicos para que los robots domésticos alcancen una capacidad de manipulación de objetos de nivel humano.

Los robots tienen dificultades en dos aspectos de la manipulación de objetos: el control y la detección. Muchos robots manipuladores de recogida y colocación, como los de las cadenas de montaje, están equipados con una simple pinza o con herramientas especializadas dedicadas sólo a determinadas tareas, como agarrar y transportar una pieza concreta. Suelen tener dificultades para manipular objetos con formas irregulares o materiales elásticos, sobre todo porque carecen de la eficiente la retroalimentación de fuerza o háptica que los seres humanos tienen por naturaleza. Construir una mano robótica de uso general con dedos flexibles sigue siendo técnicamente difícil y costoso.

También cabe mencionar que los manipuladores robóticos tradicionales requieren una plataforma estable para funcionar con precisión, pero la precisión disminuye considerablemente cuando se utilizan con plataformas que se mueven, sobre todo en diversas superficies. La coordinación de la locomoción y la manipulación en un robot móvil es un problema abierto en la comunidad robótica que debe resolverse antes de que los robots domésticos ampliamente capacitados puedan llegar al mercado.

Ya existe una sofisticada cocina robótica en el mercado (abajo), pero funciona en un entorno muy estructurado, lo que significa que todos los objetos con los que interactúa -vajilla, recipientes de comida, electrodomésticos- están donde se espera que estén, y no hay molestos humanos que se interpongan.

Les gusta la estructura

En una cadena de montaje o un almacén, el entorno y la secuencia de tareas están estrictamente organizados. Esto permite a los ingenieros programar previamente los movimientos del robot o utilizar métodos sencillos, como los códigos QR, para localizar objetos o lugares de destino. Sin embargo, los artículos domésticos suelen estar desorganizados y colocados al azar.

Los robots domésticos deben enfrentarse a muchas incertidumbres en sus espacios de trabajo. En primer lugar, el robot debe localizar e identificar el artículo objetivo entre muchos otros. A menudo también debe despejar o evitar otros obstáculos en el espacio de trabajo para poder alcanzar el objeto y realizar las tareas encomendadas. Para ello, el robot debe tener un excelente sistema de percepción, una capacidad de navegación eficaz y una capacidad de manipulación potente y precisa.

Por ejemplo, los usuarios de robots aspiradores saben que deben retirar del suelo todos los muebles pequeños y otros obstáculos, como los cables, porque ni siquiera el mejor robot aspirador puede despejarlos por sí mismo. Y lo que es aún más difícil, el robot tiene que operar en presencia de obstáculos en movimiento cuando las personas y las mascotas caminan a corta distancia.

Mantener la sencillez

Aunque parecen sencillas para los humanos, muchas tareas domésticas son demasiado complejas para los robots. Los robots industriales son excelentes para operaciones repetitivas en las que el movimiento del robot puede estar preprogramado. Pero las tareas domésticas son a menudo únicas y pueden estar llenas de sorpresas que requieren que el robot tome constantemente decisiones y cambie su ruta para realizar las tareas.

Piense en cocinar o limpiar los platos. En el transcurso de unos minutos de cocción, puede agarrar una sartén, una espátula, un pomo de los fogones, el tirador de la puerta del frigorífico, un huevo y una botella de aceite de cocina. Para lavar una sartén, lo normal es que la sujetes y la muevas con una mano mientras restriegas con la otra, y te asegures de que se eliminan todos los restos de comida cocinada y luego se aclara todo el jabón.

En los últimos años se ha producido un importante desarrollo en el uso del aprendizaje automático para entrenar a los robots a tomar decisiones inteligentes a la hora de coger y colocar diferentes objetos, es decir, agarrar y mover objetos de un lugar a otro. Sin embargo, poder entrenar a los robots para que dominen todos los tipos de utensilios de cocina y electrodomésticos sería otro nivel de dificultad incluso para los mejores algoritmos de aprendizaje.

Por no hablar de que las casas de la gente suelen tener escaleras, pasillos estrechos y estanterías altas. Estos espacios de difícil acceso limitan el uso de los robots móviles actuales, que suelen utilizar ruedas o cuatro patas. Los robots humanoides, que se asemejarían más a los entornos que los humanos construyen y organizan para sí mismos, aún no se han utilizado de forma fiable fuera de los entornos de laboratorio.

Una solución a la complejidad de las tareas es construir robots de propósito especial, como los robots aspiradores o los robots de cocina. Es probable que en un futuro próximo se desarrollen muchos tipos de dispositivos de este tipo. Sin embargo, creo que los robots domésticos de uso general siguen siendo un largo camino .

Este artículo se ha publicado de nuevo en La conversación bajo licencia Creative Commons. Lea el artículo original .

Crédito de la imagen: Dyson