Los investigadores en robótica de Stanford, que antes estaban dispersos en laboratorios por todo el campus, ahora tienen un espacio unificado y de última generación para investigación, educación y colaboración innovadoras.
El sótano debajo del edificio de ingeniería eléctrica de Packard, que alguna vez fue un pasillo con investigadores trabajando a puertas cerradas, es ahora un centro de colaboración muy activo. Después de muchos años de planificación, recaudación de fondos y desarrollo, el nuevo Centro de Robótica de Stanford abrió oficialmente sus puertas con una recepción el 1 de noviembre.
La nueva instalación es un espacio luminoso, abierto y vibrante con varias salas de investigación dispuestas una al lado de la otra. En una esquina, una bailarina hace piruetas mientras sus movimientos se digitalizan y se proyectan en un monitor cercano. En la habitación de al lado, un par de brazos robóticos hacen una cama mientras otros preparan una comida. No muy lejos, un estudiante de medicina mira fijamente a través de lentes estereoscópicas mientras manipula herramientas manuales mientras una máquina al otro lado de la habitación realiza una cirugía simulada.
“Llegué a Stanford en 1981 y esta idea, este sueño, siempre estuvo ahí, incluso entonces”, dice Oussama Khatib , director del nuevo Centro de Robótica de Stanford y autor intelectual del diseño y la transformación del espacio. “La robótica no puede tener éxito a menos que reunamos todas las diferentes áreas de investigación de la robótica: ingeniería mecánica, informática, ciencia de los materiales, ingeniería eléctrica, inteligencia artificial. Hay tantas conexiones entre lo que todos hacemos que realmente necesitábamos un lugar al que llamar hogar”.
Khatib, profesor de informática, ha sido noticia con varios robots en sus más de cuatro décadas en Stanford. El más conocido es quizás su robot sumergible humanoide OceanOne , que ayudó a explorar naufragios y arrecifes de coral en aguas profundas sin riesgo para los buceadores humanos.
ARMAR, un robot que visitó el Instituto Tecnológico de Karlsruhe, ayudó a entregar comida en la cocina del Centro de Robótica. | Andrew Brodhead
Todo en uno
La Universidad de Stanford ha estado a la vanguardia de la robótica desde la década de 1960, con esfuerzos innovadores como el » Stanford Cart «, un prototipo temprano de vehículo robótico para misiones lunares; » Shakey «, uno de los primeros robots artificialmente inteligentes del mundo con visión por computadora; y los primeros brazos robóticos que eventualmente transformarían las plantas de fabricación.
“Oussama y yo hemos estado soñando con un centro como este durante al menos quince años”, dice Mark Cutkosky , profesor de ingeniería mecánica e inventor del Stickybot , entre otros logros notables. Stickybot es capaz de escalar caras verticales similares al vidrio utilizando pies inspirados en la capacidad de agarre de los dedos de un geco. En ese entonces, los dos imaginaron un gran centro de robótica central que unificaría laboratorios individuales para poder organizarse mejor para proyectos más grandes.
“En la actualidad, todo se hace de abajo hacia arriba”, afirma Cutkosky. “Se forman grupos de uno, dos o tres profesores que pueden reunirse y proponer algo, pero esto es algo totalmente diferente que nos permitirá llevar adelante proyectos de gran envergadura que reúnan todas nuestras diferentes habilidades en un solo esfuerzo. Habrá muchas oportunidades nuevas”.
Oussama Khatib observa el área de “viviendas” del Centro de Robótica, donde los investigadores prueban y desarrollan robots que algún día podrían aparecer en nuestros hogares. | Andrew Brodhead
Felicidad doméstica
Jeannette Bohg , profesora adjunta de informática, es una de las investigadoras que ya ha visto las ventajas en acción. Se especializa en robots domésticos que algún día podrían limpiar casas y apartamentos o incluso ayudar a las personas mayores a vivir de forma independiente durante más tiempo. Bohg dirige el Laboratorio de Percepción Interactiva y Aprendizaje de Robots y es una colaboradora clave del proyecto multiuniversitario TidyBot . TidyBot es un robot doméstico que utiliza la visión artificial y la inteligencia artificial para reconocer objetos cotidianos que se encuentran en la casa, agarrarlos y guardarlos en su lugar correspondiente: platos en el lavavajillas, ropa en el cesto de la ropa, libros en la estantería, etc.
El principal desafío es saber dónde está el lugar correcto, dice, una decisión que es personal para cada usuario. Por lo tanto, los robots deben aprender las preferencias de su dueño. El equipo de Bohg trabaja en los componentes del brazo y la mano de agarre de TidyBot. Para ella, el nuevo centro robótico significa literalmente espacio para esparcirse. La nueva suite doméstica es como una pequeña casa donde sus robots pueden practicar sus muchas tareas.
“En 2017, cuando llegué al campus y monté mi laboratorio, era muy pequeño para el tipo de trabajo que hacemos. El laboratorio era básicamente un bosque de brazos robóticos en el que todos se sentaban en el espacio de los demás mientras hacían experimentos”, recuerda Bohg.
Dentro del Centro de Robótica de Stanford
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Fotografías de Andrew Brodhead
El potencial de la proximidad
Allison Okamura , profesora de ingeniería mecánica, dirige el Laboratorio de Háptica y Robótica Colaborativa en Medicina ( CHARM ). Las herramientas y los principios que ella y su equipo desarrollan permiten una interacción táctil avanzada, especialmente en aplicaciones biomédicas. Okamura ha desarrollado herramientas para la teleoperación de equipos quirúrgicos robóticos, ha diseñado robots para prótesis y rehabilitación física y ha fabricado robots de inspiración biológica para inspección y búsqueda y rescate en entornos de alto riesgo.
Para Okamura, la principal ventaja de la proximidad que ofrecerá el nuevo Centro de Robótica es la colaboración, a menudo de formas inesperadas. Ella prevé encuentros fortuitos en los que un laboratorio verá lo que está haciendo otro y buscará oportunidades de trabajar juntos.
“Estos encuentros casuales ya están sucediendo”, dice, describiendo una reunión reciente en la que su equipo estaba probando y preparando una demostración de un “robot suave con forma de serpiente que podría usarse para operaciones de rescate en zonas sísmicas”. Un estudiante de otro laboratorio se acercó y le dijo que estaban buscando aplicar el aprendizaje automático a este tipo de robot con forma de serpiente. “No lo sabía hasta que lo vi, pero eso es exactamente lo que necesito”, recuerda Okamura que dijo el estudiante. Nació una colaboración. El estudiante de Okamura ahora escribirá un capítulo completo de su tesis sobre el trabajo resultante de ese encuentro casual.
Delicias inesperadas
Otro colaborador con conocimientos sobre todo lo que se necesita para montar un espacio como el nuevo Stanford Robotics Center es Brian Carilli, director asociado de instalaciones y planificación de Stanford Engineering. Carilli ayudó a diseñar el nuevo espacio y gestionó la construcción. Ha visto cómo el centro creció desde un mero concepto en las mentes de Khatib y unos pocos colaboradores cercanos hasta convertirse en un extraordinario hervidero de actividad como ningún otro centro de robótica del mundo. Carilli fue el responsable de sugerir las luces únicas del centro que hacen que los paneles del techo empotrados parezcan ventanas reales con nubes contra un cielo azul, transformando un sótano que de otro modo sería oscuro en un espacio luminoso y vibrante.
También se enorgullece de los esfuerzos que se han hecho para satisfacer las necesidades únicas de los distintos campeones del centro. La sala médica alberga un robot quirúrgico en funcionamiento, uno de los más avanzados del mundo en la actualidad. La sala doméstica incluye una lavadora/secadora y una cocina completamente funcional.
Y, aun así, el centro seguirá creciendo, dice Khatib, señalando una zona de investigación vacía. Aquí imagina una característica única: un acuario con paredes de vidrio grueso y transparente, que contenga miles de galones de agua de mar agitada en la que los robots nadadores puedan perfeccionar sus habilidades de exploración submarina.
Si bien persisten los desafíos técnicos y presupuestarios, Khatib espera algún día probar su robot OceanOne en un entorno submarino tan realista. Con la ayuda del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Khatib y Carilli están trabajando en planes para instalar bombas que podrían mover cantidades masivas de agua de mar (30.000 galones por minuto) a través del tanque, imitando las poderosas corrientes del océano.
Hasta entonces, los laboratorios e investigadores que ya están en el centro se están dando cuenta de su potencial y disfrutando del espacio compartido diseñado específicamente para sus necesidades.
“El Centro de Robótica de Stanford es hoy tan hermoso”, dijo Khatib. “Todos –el decano, el cuerpo docente, los estudiantes, nuestros socios en la industria y el mundo académico– están realmente emocionados de verlo cobrar vida”. StanfordReport. Traducido al español
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