Un punto de referencia de código abierto para evaluar las habilidades de manipulación y planificación de los robots de ensamblaje

La investigación en el campo de la robótica ha estado en auge durante la última década con miras a abordar desafíos de valor real para la industria y el dominio público. Con la aparición de nuevos sistemas robóticos cada dos días, es importante desarrollar herramientas fiables que puedan utilizarse para evaluar su rendimiento y probar algoritmos que sustenten su funcionamiento.

Investigadores del Instituto de Robótica de Oxford, el Centro de Tecnología de Manufactura (MTC) y la Universidad de Birmingham han presentado recientemente RAMP (Planificación y Manipulación de Ensamblaje Robótico), un punto de referencia que se puede utilizar para evaluar la capacidad de los robots de ensamblaje (es decir, robots diseñados para ensamblar productos) para manipular objetos y planificar su trabajo. El nuevo punto de referencia, presentado en un artículo publicado en el arXiv servidor de preimpresión, podría ayudar a mejorar las capacidades de los robots de ensamblaje, facilitando su uso en la industria manufacturera.

«El documento surgió a través de una colaboración con el Centro de tecnología de fabricación (MTC) en Coventry, Reino Unido, que tiene una variedad de socios en la industria que enfrentan problemas similares, todos dentro del dominio de la planificación a largo plazo para el ensamblaje», Jack Collins, uno de los investigadores que llevaron a cabo el estudio, le dijeron a Tech Xplore.

«Este dominio de problemas presenta muchos desafíos y preguntas abiertas dentro de la robótica, por lo que, al trabajar con el MTC, diseñamos un punto de referencia que refleja el dominio y los desafíos y, al mismo tiempo, garantiza que sea accesible para los investigadores para que puedan contribuir a resolver problemas alineados».

El trabajo se lleva a cabo bajo el mandato de una subvención del programa EPSRC en inteligencia incorporada dirigida por el profesor Ingmar Posner en Oxford. «El objetivo de nuestro punto de referencia es estar orientado a los desafíos, ser accesible y abierto. Nuestra visión es ofrecer una plataforma que evolucione aún más hasta convertirse en un esfuerzo impulsado por la comunidad para avanzar en la investigación de la robótica con un enfoque de aplicación específico en la fabricación y el ensamblaje. »

Posner, Collins y sus colegas se propusieron crear un punto de referencia abierto que pudiera aplicarse a una gama más amplia de tareas de ensamblaje robótico. RAMP utiliza una serie de piezas base que se pueden reconfigurar y expandir para probar la capacidad de los robots para ensamblar una gama más amplia de objetos.

«Resolver la variación en las configuraciones de objetivos de RAMP requiere un razonamiento explícito y una planificación para decidir el orden de ensamblaje de las vigas sin las cuales el resultado sería secuencias de ensamblaje inviables», explicó Collins.

Esencialmente, RAMP permite a los usuarios evaluar de manera confiable la capacidad de un manipulador robótico para ensamblar varios haces en una de varias configuraciones de objetivos diferentes. El punto de referencia se diseñó en torno a desafíos comunes en la construcción fuera del sitio, donde las piezas se prefabrican y ensamblan fuera del sitio, por ejemplo, para formar los marcos que conforman la estructura interna de los edificios.

«El punto de referencia presenta vigas que se crean a partir de una serie de juntas impresas en 3D y perfiles de aluminio, el objetivo es ensamblar estas vigas en la configuración deseada lo más rápido posible y garantizar la repetibilidad», dijo Collins. «RAMP está diseñado exclusivamente para evaluar tareas de ensamblaje a largo plazo que requieren un razonamiento explícito en cuanto al orden del ensamblaje. Nuestro punto de referencia también reduce la barrera de entrada al hacer que todo esté disponible públicamente para que las personas comiencen».

RAMP está disponible públicamente, por lo que los investigadores y fabricantes de todo el mundo ahora pueden usarlo para probar sus propios sistemas robóticos. Los usuarios reciben todo lo que necesitan para comenzar a usar el punto de referencia, incluidas las piezas base, una guía de ensamblaje, código para una implementación de línea de base y código para un entorno de simulación altamente realista basado en la plataforma Nvidia Isaac.

«RAMP también cuenta con un método de línea de base que puede resolver la clase fácil de ensamblajes. Publicamos la línea de base públicamente con la intención de permitir que otros usen y desarrollen nuestro propio trabajo», dijo Collins. «Creemos que la implicación de esto es un progreso medible en un dominio problemático que tiene un uso directo en la industria, al mismo tiempo que impulsa el progreso en una variedad de desafíos abiertos conocidos dentro de la robótica. Vemos que este punto de referencia evoluciona hacia un esfuerzo impulsado por la comunidad con futuros usuarios aumentando el punto de referencia para abarcar nuevas áreas como la manipulación bimanual, la construcción 3D y la manipulación deformable».

El nuevo punto de referencia creado por este equipo de investigadores pronto podría resultar una herramienta valiosa para evaluar las habilidades de planificación y manipulación de los robots diseñados para ensamblar estructuras en sitios de construcción fuera del sitio. En última instancia, RAMP podría ayudar a evaluar mejor el progreso en el campo del ensamblaje robótico, al mismo tiempo que destaca los problemas potenciales con los robots y cómo superarlos.

«En nuestra investigación futura, buscaremos utilizar el entorno de simulación asociado para aplicar enfoques basados ​​en el aprendizaje para encontrar métodos más sólidos para resolver los ensamblajes», agregó Collins. «También veremos cómo podemos resolver el orden de ensamblaje sin requerir que un experto escriba primero una abstracción del dominio que pueda resolver un planificador simbólico».

© 2023 Ciencia X Red