Domo (robot)

Para otros usos, consulte Domo (desambiguación) .

Domo es un robot experimental creado por MIT diseñado para interactuar con humanos . La creación de Jeff Weber y Aaron Edsinger , cofundadores de Meka Robotics , su nombre proviene de la frase japonesa "muchas gracias", domo arigato , así como de la canción Styx , " Mr. Roboto ". El proyecto Domo fue financiado originalmente por la NASA y ahora Toyota se ha unido para financiar el desarrollo del robot. ^[1]

Objetivo

Domo fue creado para probar muchos circuitos robóticos y comandos que son muy complejos.

Origen

El hogar del Proyecto Domo es el Grupo de Robótica Humanoide (HRG) en los Laboratorios de Inteligencia Artificial (AI) del MIT. ^[2] Su existencia está inspirada en los proyectos de robots que le precedieron.

El Cardea Robot Project fue un proyecto de investigación dirigido por el profesor Rodney Brooks en el Grupo de Robótica Humanoide del MIT. ^[3] El grupo de laboratorio trabajó para crear un brazo actuador elástico de la serie sin escobillas con accionamiento por cable montado en una plataforma Segway. Jeff Weber y Aaron Edsinger-Gonzales fueron parte de esta investigación, específicamente responsables del diseño e implementación del brazo robótico. Esta colaboración permitió a Edsinger-Gonzales y Weber tomar parte de la investigación y aplicarla a un nuevo robot, Domo.

Edsinger y Weber colaboraron también en muchos otros robots, y su experiencia trabajando con la página de Kismet ^[4] y los proyectos Cog ^[5] influyeron en el diseño de Domo. Kismet fue una cabeza robótica desarrollada por Cynthia Breazealpara experimentar con expresiones y señales sociales. El papel de Edsinger en el proyecto fue ayudar a desarrollar las primeras etapas del módulo de detección de ojos de Kismet, lo que le permitió a Kismet hacer contacto visual mientras interactuaba. El proyecto Cog tenía la intención de 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 poder usar sus extremidades de una manera similar a la humana. La contribución de Edsinger al proyecto Cog fue un brazo actuador elástico en serie y controladores para el cuerpo del robot. Aunque la dirección de investigación de estos robots es muy diferente del proyecto Domo, el diseño del módulo de detección de ojos y el brazo del actuador elástico de la serie están integrados en el diseño de Domo. ^[6]

Diseño

Domo nace con el objetivo de investigar la manipulación e interacción con estímulos y el aprendizaje automático de las habilidades sensoriomotoras. Para lograr esto, se requirió que el diseño tuviera una consideración particular en cuanto a cómo el robot podría interactuar con estímulos desconocidos. La investigación también requirió que Domo pudiera percibir y actuar sobre su entorno. Satisfacer estas preocupaciones significaba que Domo necesitaba poder funcionar sin un modelo completo del mundo, más bien, estaba equipado con la capacidad de construir un modelo por sí mismo. ^[7]

Partes mecánicas

Cabeza

La cabeza robótica de Domo consta de siete grados de libertad (DOF) para la cabeza superior que está unida a un cuello con dos DOF. Hay dos ojos, cada uno con una única cámara gran angular. Las cámaras son capaces de capturar video a 640 × 480 a 30 cuadros por segundo (cuadro / s) o 1024 × 768 a 15 cuadros / s. Las dos cámaras se inclinan a lo largo del mismo DOF, pero tienen DOF individuales para permitir una panorámica independiente. Se incluye un juego de párpados para usar en expresiones. ^[7]

Los jefes de robots anteriores, como Cog, se vieron obstaculizados por el haz de cables eléctricos que iban a las cámaras y los motores de los ojos. El diseño de Domo pasa todos los cables por el cuello para que queden apartados. Esto le permite a Domo un gran rango y libertad en la articulación de la cabeza.

El movimiento del cabezal se facilita mediante motores de corriente continua cepillados . Los sensores de posición del potenciómetro en el motor proporcionan información sobre la posición absoluta del cabezal en el arranque, por lo que Domo no requiere una rutina de calibración antes de poder funcionar.

El enfoque principal del diseño de la cabeza era que Domo pudiera emular el movimiento del ojo humano. Los movimientos del ojo humano van desde movimientos muy rápidos y explosivos hasta movimientos lentos y precisos para seguir los estímulos en movimiento, por lo que se necesitaba una consideración cuidadosa para diseñar la cabeza y el sistema de visión de Domo. ^[7]

Estos ojos están vinculados a un sistema cognitivo que es un grupo de máquinas Linux en red. El paquete de software YARP se utiliza para que el sistema cognitivo realice el procesamiento visual. ^[7]

Brazos

En lugar de diseñar los brazos de Domo para una precisión absoluta, Edsinger y Weber diseñaron los brazos para trabajar más de cerca a los de un humano. Los brazos humanos son expertos en detectar y controlar las fuerzas en cada articulación, renunciando a la precisión en la posición por el cumplimiento. Traducir esto a un robot humanoide requirió que el diseño incluyera cierta tolerancia y cumplimiento en cada articulación, al mismo tiempo que se pudiera realizar un seguimiento del par de salida.

Los brazos de Domo tienen seis grados de libertad , dos en el hombro y cuatro en el brazo y la muñeca. Las juntas son actuadores elásticos de la serie (SEA) accionados por motores de CC sin escobillas personalizados. Los DOF contienen sistemas de transmisión por cable, con los cables de transmisión ocultos discretamente en el centro de las juntas para no impedir 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

Se requiere que el diseño de una mano humanoide incorpore alguna forma de medir y generar fuerza. Algunos diseños más antiguos tenían sensores de fuerza en la punta de los dedos. Si bien esto funcionaría en un entorno conocido, no proporciona suficiente información para trabajar en un entorno nuevo y desconocido. Los controladores en las manos de Domo son capaces de detectar fuerzas en las articulaciones individuales. Esto permite que las manos ejecuten un agarre de un objeto incluso sin un modelo del tamaño, la forma o el material del objeto.

Cada mano consta de tres dedos accionados por cuatro actuadores. Hay un actuador para cada dedo y el cuarto es para controlar la extensión entre dos de los dedos. Los dos dedos se separan mediante engranajes, mientras que el tercero permanece en su lugar. ^[7]

Habilidades

Domo se adaptará a su entorno probando la naturaleza física de las cosas tocándolas o sacudiéndolas. Sus habilidades incluyen determinar el volumen de un artículo, colocar artículos en los estantes, servir bebidas para los humanos, estrechar la mano y dar abrazos. ^[8]

Percepción

Usando las dos cámaras montadas en su cabezal y el sistema de procesamiento visual, Domo puede analizar el tamaño y la forma de un objeto para prepararlo para la interacción. Esto se hace sin conocimiento previo sobre un objeto y le permite a Domo realizar tareas en entornos desconocidos.

Aprendiendo

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

Manipulación

Las manos de Domo fueron diseñadas para ser diestras y capaces de muchos agarres y movimientos diferentes. Sin embargo, esto no se puede lograr sin el diseño del sistema de software para que sea experto en administrar diferentes controladores para cada una de sus articulaciones. Esto permite que el robot pueda reaccionar rápidamente y cambiar la actividad de su brazo. Esto es fundamental para que el robot pueda intentar realizar tareas del mundo real.

Referencias

1. Chao, Tom (16 de abril de 2007). "Nuevo robot mira a personas con ojos similares a los de los humanos" . FOXNews.com . News Corporation . Consultado el 20 de agosto de 2007 .
2. [1]
3. [2]
4. [3]
5. [4]
6. [5]
7. Edsinger-Gonzales, Aaron y Jeff Weber (mayo de 2004). "Domo: un robot humanoide de 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.

enlaces externos

• La empresa derivada de Jeff + Aaron
• MIT.edu Domo Research
• "Domo: un robot humanoide de detección de fuerza para la investigación de la manipulación". 31 de mayo de 2004. CiteSeerX  10.1.1.92.4608 .
• Robot Cardea