“Es el robot que todos esperábamos, como C3PO”: ¿por qué los humanoides aún no están en nuestros hogares? | Ciencia

IEn 2013, la empresa estadounidense de robótica Boston Dynamics reveló su nuevo robotAtlas. Presentado en el Darpa Robotics Challenge, el humanoide de 1,88 m podía caminar sobre terreno irregular, saltar de cajas e incluso subir escaleras. Era como una visión que se suele representar en la ficción: un robot diseñado para funcionar como nosotros, capaz de encargarse de todo tipo de tareas cotidianas. Parecía el comienzo de algo. Los robots iban a hacer todas nuestras tareas aburridas y arduas, y además se convertirían en cuidadores de ancianos.

Desde entonces, hemos visto grandes avances en inteligencia artificial (IA), desde la visión artificial hasta el aprendizaje automático. La reciente ola de grandes modelos de lenguaje y sistemas de IA generativos abre nuevas oportunidades para la interacción entre humanos y computadoras. Pero fuera de los laboratorios de investigación, los robots físicos siguen estando restringidos en gran medida a fábricas y almacenes, donde realizan tareas muy específicas, a menudo detrás de una jaula de seguridad. Los robots domésticos se limitan a aspiradoras y cortadoras de césped, no exactamente Rosie la Robot.

“Los cuerpos robóticos no han experimentado un desarrollo sustancial desde los años 50”, afirma Jenny Read, directora del programa de robótica de la Agencia de Investigación e Invención Avanzadas (Aria), el organismo de investigación y desarrollo del gobierno británico, creado el año pasado. “No digo que no haya habido avances, pero cuando se observa lo que ha ocurrido en informática y software, resulta realmente sorprendente lo poco que ha habido”.

Según Nathan Lepora, profesor de robótica e inteligencia artificial en la Universidad de Bristol, desarrollar un robot requiere más recursos. Una persona con talento y un ordenador puede escribir un algoritmo, pero construir un robot requiere acceso al dispositivo físico. “Es mucho más lento y mucho más difícil”, afirma. “Esa es la razón fundamental por la que la robótica va a la zaga de la inteligencia artificial”.

Los laboratorios de investigación y las empresas esperan cerrar esta brecha con una serie de nuevos robots humanoides en desarrollo y algunos de ellos comenzando a llegar al mercado. Boston Dynamics retiró su modelo hidráulico Atlas original en abril y presentó una nueva versión eléctrica que pretende comercializar en los próximos años y que comenzará a probar en las fábricas de Hyundai el próximo año. Agility Robotics, con sede en Oregón, afirma que su robot Digit es el primer humanoide al que realmente se le paga por un trabajo. mover cajas en una instalación logísticaElon Musk insiste en que el robot humanoide de Tesla, conocido como Optimus o Tesla Bot, comenzará a trabajar en sus fábricas de automóviles el próximo año.

Pero todavía queda un largo camino por recorrer antes de que veamos robots operando fuera de entornos estrictamente controlados. Los avances en IA sólo pueden llevarnos hasta cierto punto con el hardware actual, dice Read, y para muchas tareas, las capacidades físicas de un robot son fundamentales. Los sistemas de IA generativa pueden escribir poesía o hacer dibujos, pero no pueden hacer los trabajos sucios y peligrosos que más queremos automatizar. Para ellos, se necesita algo más que un cerebro en una caja.

A El diseño de robots útiles suele empezar por las manos. “Muchos de los casos de uso de los robots dependen realmente de la capacidad de manipular objetos con precisión y destreza sin dañarlos”, afirma Read. Los humanos somos muy buenos en esto. Podemos cambiar instintivamente entre levantar una pesa y manipular una cáscara de huevo, o entre cortar una zanahoria y revolver una salsa. También tenemos una excelente sensibilidad táctil, demostrada por nuestra capacidad para leer Braille. En comparación, los robots tienen dificultades. Programa Ariaque cuenta con un respaldo de financiación de 57 millones de libras, se centra en este problema.

Uno de los desafíos de la destreza de los robots es la escala, dice Rich Walker, director de Shadow Robot, con sede en Londres. En la oficina de la empresa en Camden, muestra el Mano diestra de la sombraTiene el tamaño de la mano de un hombre, con cuatro dedos y un pulgar, y articulaciones que imitan los nudillos. Pero aunque los dedos parecen delicados, la mano está unida a un brazo robótico mucho más ancho que un antebrazo humano, repleto de componentes electrónicos, cables, actuadores y todo lo necesario para operar la mano. “Es un problema de empaque”, dice Walker.

Una ventaja de una mano a escala humana es que tiene el tamaño y la forma adecuados para manipular herramientas humanas. Walker da el ejemplo de una pipeta de laboratorio, que ha modificado con Sugru, un adhesivo moldeable, para hacerla más ergonómica. Se podría conectar una pipeta directamente a una mano robótica, pero entonces solo podría utilizar una pipeta y no, por ejemplo, un par de tijeras o un destornillador.

Pero una mano completamente humana no es la mejor para todas las tareas. La mano más reciente de Shadow Robot, DEX-EE, parece bastante alienígena. Tiene tres dedos, más parecidos a pulgares que a dedos, que son notablemente más grandes que los de un humano y están cubiertos de sensores táctiles. La compañía la diseñó en colaboración con Google DeepMind, el laboratorio de investigación de inteligencia artificial de Alphabet, que quería una mano robótica que pudiera aprender a recoger cosas al intentar hacerlo repetidamente, un enfoque de prueba y error conocido como aprendizaje de refuerzo. Pero esto planteaba desafíos: las manos robóticas generalmente están diseñadas expresamente para no chocar con las cosas y son propensas a romperse si lo hacen. Murilo Martins, un ingeniero de investigación de DeepMind, dice que cuando realizó experimentos con la Dexterous Hand original, “cada media hora me rompía un tendón”.

DEX-EE prioriza la robustez: una El vídeo muestra Los tres dedos se abren y se cierran alegremente al ser golpeados por un mazo. Su mayor tamaño permite colocar poleas más grandes, que ejercen menos tensión sobre los tendones de alambre, lo que significa que puede funcionar de manera confiable durante al menos 300 horas.

Aun así, dice Maria Bauza, científica investigadora de DeepMind, el tiempo con el robot es precioso. La semana pasada, DeepMind publicó una investigación que describe un Nuevo método de entrenamiento llamado DemoStartEn este caso, se utiliza el mismo método de ensayo y error, pero se empieza utilizando una mano robótica simulada en lugar de una real. Después de entrenar la mano simulada para que completara tareas como apretar una tuerca y un tornillo, los investigadores transfirieron este comportamiento aprendido a la mano DEX-EE real. “Las manos han pasado por miles y miles de experimentos”, dice Bauza. “Simplemente no las obligamos a empezar desde cero”.

Esto reduce el tiempo y el coste de la realización de experimentos, lo que facilita el entrenamiento de robots que puedan adaptarse a diferentes tareas. Sin embargo, las habilidades no siempre se transfieren perfectamente: mientras que la mano robótica simulada de DeepMind pudo insertar un enchufe en un enchufe el 99,6 % de las veces, la mano real solo lo logró el 64 % de las veces.

El trabajo es un ejemplo de cómo los avances en IA y los cuerpos de los robots van de la mano. Solo a través de interacciones físicas los robots pueden entender verdaderamente su entorno. Después de todo, señala Read, los grandes modelos de lenguaje detrás de generadores de texto como ChatGPT se entrenaron en un enorme corpus de lenguaje humano compartido en Internet, “pero ¿dónde obtengo los datos sobre qué se siente al coger una fresa o hacer un sándwich?”

Como parte del equipo de robótica de DeepMind escribe:“Un gran modelo de lenguaje podría decirte cómo apretar un tornillo o atarte los zapatos, pero incluso si estuviera incorporado en un robot, no sería capaz de realizar esas tareas por sí solo”.

Martins va un paso más allá. Cree que la robótica es fundamental para lograr la inteligencia artificial general (IAG), la inteligencia amplia y equivalente a la humana con la que sueñan muchos investigadores de IA. Su razonamiento es que una IA solo puede comprender realmente nuestro mundo si tiene una forma física. “Para mí, la IAG no existe sin una encarnación, de la misma manera que la inteligencia humana no existe sin que tengamos nuestros propios cuerpos”, afirma.

Las manos, aunque importantes, son sólo una parte del cuerpo. Mientras Shadow Robot y otros se centran en los dedos, un número cada vez mayor de empresas y laboratorios están desarrollando humanoides completos.

El atractivo de los humanoides puede ser en parte psicológico. “Es el robot que todos esperábamos, es como C3PO”, dice Walker. Pero también hay una lógica en usar la forma humana como musa. “Diseñamos todos nuestros entornos en torno a las personas”, dice Jonathan Hurst, cofundador y director de robots de Agility Robotics. “Por lo tanto, tener un factor de forma aproximadamente humano es una muy buena manera de poder moverse, manipular y coexistir con las personas”.

Pero un humanoide puede no ser el mejor diseño para todos los trabajos. Un robot con ruedas podría ir a cualquier lugar al que pueda llegar un usuario de silla de ruedas y, cuando se trata de terrenos más difíciles, cuatro patas pueden ser mejores que dos. Spot, el robot con forma de perro de Boston Dynamics, puede Correr por terreno accidentado o escaleras y enderezarse si se cae, algo con lo que los robots de dos piernas tienen dificultades. “El hecho de que un robot humanoide adopte una forma similar a la de un humano no significa que deba moverse de esa manera y verse limitado por las limitaciones de nuestras articulaciones”, añade un portavoz de Boston Dynamics por correo electrónico.

Por ahora, los humanoides todavía están encontrando su lugar. Los videos llamativos y los diseños elegantes pueden dar a la gente una sensación poco realista de cuán capaces o confiables son, dice Lepora de la Universidad de Bristol. Los videos de Boston Dynamics son impresionantes, pero la compañía también es conocida por sus videos de errores que muestran los fallos de sus robots. En enero, Musk compartió un video de Optimus doblando una camisa, pero los espectadores más atentos detectaron señales reveladoras de que el robot Estaba siendo teleoperado.

Uno de los principales retos a la hora de sacar a los robots de los laboratorios y los entornos industriales y llevarlos a los hogares o espacios públicos es la seguridad. En junio, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) puso en marcha un grupo de estudio para explorar normas específicas para robots humanoides. Aaron Prather, presidente del grupo, explica que un humanoide en un espacio compartido es una propuesta diferente a un robot industrial encerrado en una jaula protectora. “Una cosa es que interactúen con un compañero de trabajo en una instalación de Amazon o en una fábrica de Ford, porque se trata de un trabajador capacitado que trabaja con ese robot”, afirma. “(Pero) si pongo ese robot en un parque público, ¿cómo va a interactuar con los niños? ¿Cómo va a interactuar con gente que no entiende lo que está pasando?”.

Hurst prevé que el próximo paso sea el uso de robots en el sector minorista, ya sea para abastecer estanterías o para trabajar en trastiendas. Prather cree que pronto veremos robots atendiendo mesas. Sin embargo, para muchas aplicaciones, puede que no tenga sentido económico utilizar un robot. Walker pone como ejemplo un robot de reparto. “Tiene que ser rentable (en comparación con alguien con un salario mínimo y un contrato de cero horas en un patinete eléctrico”, afirma.

La mayoría de los expertos en robótica con los que hablé dijeron que un robot doméstico multiusos (del tipo que puede lavar los platos, la ropa y pasear al perro) está muy lejos. “La era de los humanos útiles ya ha llegado, pero el camino hacia un robot humanoide verdaderamente polivalente será largo y difícil y faltan muchos años”, afirma Boston Dynamics. Los robots asistenciales, que a menudo se promocionan como la solución al envejecimiento de la población, serán una perspectiva especialmente difícil, afirma Read. “Lleguemos al punto en que un robot pueda desmontar un ordenador portátil o prepararte un sándwich de forma fiable, y luego pensaremos en cómo podría cuidar a una persona mayor”, afirma. Eso si queremos que los robots se encarguen de tareas asistenciales. Al igual que el arte y la poesía, quizá algunos papeles sigan siendo mejores con un toque humano.