El ANCLA de la INNOVACIÓN ROBÓTICA 

A pesar de parecer sacados de una película de ciencia ficción, los robots humanoides siguen siendo algo limitados. 

Hamed Rajabi: Observa al robot Atlas de Boston Dynamics realizando rutinas de entrenamiento, o a los humanoides más recientes de Figure cargando una lavadora, y es fácil creer que la revolución robótica ya está aquí. Desde fuera, parece que el único reto pendiente es perfeccionar el software de IA (inteligencia artificial) para que estas máquinas puedan desenvolverse en entornos reales. 
 
Pero las empresas más importantes de la industria saben que existe un problema más profundo. En una reciente convocatoria de colaboraciones de investigación, la división de robótica de Sony destacó un problema fundamental que frena el desarrollo de sus propias máquinas. 
 
Señaló que los robots humanoides y que imitan animales actuales tienen un número limitado de articulaciones, lo que crea una disparidad entre sus movimientos y los de los sujetos que imitan, lo que reduce significativamente su valor. Sony aboga por nuevos mecanismos estructurales flexibles (en esencia, cuerpos físicos más inteligentes) para crear el movimiento dinámico que actualmente falta. 
 
El problema principal es que los robots humanoides tienden a diseñarse en torno a un software que controla todo de forma centralizada. Este enfoque de “priorizar el cerebro” da como resultado máquinas físicamente antinaturales. Un atleta se mueve con gracia y eficiencia porque su cuerpo es una sinfonía de articulaciones dóciles, columnas vertebrales flexibles y tendones elásticos. Un robot humanoide, en contraste, es un ensamblaje rígido de metal y motores, conectado por articulaciones con grados de libertad limitados. 
 
Para combatir el peso y la inercia de su cuerpo, los robots tienen que hacer millones de pequeñas correcciones que consumen mucha energía cada segundo solo para evitar caerse. Como resultado, incluso los humanoides más avanzados solo pueden trabajar durante unas pocas horas antes de que se agoten sus baterías. 
 
Para poner esto en perspectiva, el robot Optimus de Tesla consume alrededor de 500 vatios de energía por segundo para una caminata simple. Un humano realiza una caminata rápida más exigente usando solo alrededor de 310 vatios por segundo. Por lo tanto, el robot quema casi un 45% más de energía para realizar una tarea más simple, lo cual es una ineficiencia considerable. 
 
Rendimientos decrecientes 
 
Entonces, ¿esto significa que toda la industria está en el camino equivocado? Cuando se trata de su enfoque central, sí. Los cuerpos antinaturales requieren un cerebro de supercomputadora y un ejército de potentes actuadores, lo que a su vez hace que los robots sean más pesados y consuman más energía, profundizando el problema que buscan resolver. El progreso en IA puede ser asombroso, pero conlleva rendimientos decrecientes. 
 
El Optimus de Tesla, por ejemplo, es lo suficientemente inteligente como para doblar una camiseta. Sin embargo, la demostración revela su debilidad física. Un humano puede doblar una camiseta sin mirarla, usando su sentido del tacto para sentir la tela y guiar sus movimientos. 
 
Optimus, con sus manos relativamente rígidas y carentes de sensores, depende de su potente visión y su cerebro de IA para planificar meticulosamente cada pequeño movimiento. Probablemente sería derrotado por una camisa arrugada sobre una cama desordenada, ya que su cuerpo carece de la inteligencia física necesaria para adaptarse al impredecible mundo real. 
 
El nuevo Atlas, totalmente eléctrico, de Boston Dynamics es aún más impresionante, con una amplitud de movimiento que parece casi alienígena. Pero lo que los vídeos virales de acrobacias no muestran es lo que no puede hacer. No podría caminar con seguridad sobre una roca musgosa, por ejemplo, porque sus pies no sienten la superficie para adaptarse a ella. No podría abrirse paso a través de una densa espesura de ramas, porque su cuerpo no puede ceder y luego recuperarse. Por 
 
eso, a pesar de años de desarrollo, estos robots siguen siendo principalmente plataformas de investigación, no productos comerciales.  

¿Por qué los líderes de la industria no están adoptando ya esta filosofía diferente? Una posible razón es que las principales empresas de robótica actuales son fundamentalmente empresas de software e IA, cuya experiencia reside en resolver problemas mediante computación. Su cadena de suministro global está optimizada para ello con motores, sensores y procesadores de alta precisión. 
 
Construir cuerpos robóticos físicamente inteligentes requiere un ecosistema de fabricación diferente, basado en materiales avanzados y biomecánica, que aún no está lo suficientemente desarrollado para operar a gran escala. Cuando el hardware de un robot ya luce tan impresionante, es tentador creer que la próxima actualización de software resolverá los problemas restantes, en lugar de emprender la costosa y difícil tarea de rediseñar el cuerpo y la cadena de suministro necesaria para construirlo. 

Cuerpos autónomos 
 
Este desafío es el foco de la inteligencia mecánica (IM), que está siendo investigada por numerosos equipos de académicos en todo el mundo, incluido el mío en la Universidad South Bank de Londres. Se deriva de la observación de que la naturaleza perfeccionó los cuerpos inteligentes hace millones de años. Estos se basaban en un principio conocido como computación morfológica, lo que significa que los cuerpos pueden realizar cálculos complejos automáticamente. 
 
Las escamas de una piña se abren en condiciones secas para liberar semillas, luego se cierran cuando está húmedo para protegerlas. Esta es una respuesta puramente mecánica a la humedad sin cerebro o motor involucrado. 
 
Los tendones en la pata de una liebre corriendo actúan como resortes inteligentes. Absorben pasivamente el impacto cuando el pie toca el suelo, solo para liberar la energía para hacer que su marcha sea estable y eficiente, sin requerir tanto esfuerzo de los músculos. 
 
Piense en la mano humana. Su carne suave tiene la inteligencia pasiva para adaptarse automáticamente a cualquier objeto que sostenga. Las yemas de nuestros dedos actúan como un lubricador inteligente, ajustando la humedad para lograr el nivel perfecto de fricción para cualquier superficie dada. 
 
Si estas dos características se incorporaran a una mano Optimus, esta podría sostener objetos con una fracción de la fuerza y la energía que se requieren actualmente. La propia piel se convertiría en la computadora. 
 
La inteligencia artificial consiste en diseñar la estructura física de una máquina para lograr una adaptación automática pasiva: la capacidad de responder al entorno sin necesidad de sensores, procesadores ni energía adicional. 
 
La solución a la trampa humanoide no reside en abandonar las ambiciosas formas actuales, sino en construirlas según esta filosofía diferente. Cuando el cuerpo de un robot es físicamente inteligente, su cerebro de IA puede centrarse en lo que mejor sabe hacer: estrategia de alto nivel, aprendizaje e interacción con el mundo de forma más significativa. 
 
Los investigadores ya están demostrando el valor de este enfoque. Por ejemplo, los robots diseñados con patas elásticas que imitan los tendones de un guepardo, que almacenan energía, pueden correr con una eficiencia notable. 
 
Mi propio grupo de investigación está desarrollando bisagras híbridas, entre otras cosas. Estas combinan la precisión y la resistencia de una articulación rígida con las propiedades adaptativas y de absorción de impactos de una flexible. Para un robot humanoide, esto podría significar crear un hombro o una rodilla con movimientos más parecidos a los de un humano, lo que permite múltiples grados de libertad para lograr movimientos complejos y realistas. 
 
El futuro de la robótica no reside en una batalla entre hardware y software, sino en su síntesis. Al adoptar la inteligencia artificial (IM), podemos crear una nueva generación de máquinas que finalmente puedan salir con seguridad del laboratorio y entrar en nuestro mundo.