El robot caminante cuadrúpedo «RAIBO» de KAIST, que puede correr sin problemas en playas de arena, ahora ha evolucionado a «RAIBO2» y ha logrado un hito revolucionario al convertirse en el primer robot cuadrúpedo del mundo en completar con éxito una maratón de recorrido completo en un evento oficial.
KAIST (Presidente Kwang Hyung Lee) anunció el 17 de noviembre que el equipo de investigación del Profesor Je Min Hwangbo del Departamento de Ingeniería Mecánica participó en el 22º Maratón de Caquis Secos de Sangju y completó la carrera completa (42,195 km) con un tiempo de 4 horas, 19 minutos y 52 segundos.
< Foto 2. RAIBO2 tras completar el recorrido completo del maratón con su récord oficial presentado en el muro fotográfico >
El Maratón del Caqui Seco de Sangju es conocido por su desafiante recorrido, que incluye dos subidas de 50 m, cada una en el kilómetro 14 y el kilómetro 28, lo que lo hace difícil para los corredores aficionados. Esto lo convirtió en un desafío especialmente exigente para el robot caminante, ya que podrían producirse pérdidas inesperadas en la eficiencia.
< Foto 3. RAIBO2 con la medalla de finalización colgada del cuello >
Para preparar RAIBO2, el equipo del profesor Hwangbo desarrolló un controlador de marcha utilizando algoritmos de aprendizaje por refuerzo dentro de su entorno de simulación patentado «RaiSim». Este simulador permitió al equipo simular diversos terrenos, como pendientes, escaleras y caminos helados, para garantizar un rendimiento estable al caminar.
En particular, el mecanismo de articulación de transparencia de alto torque de RAIBO2 permite que el robot recolecte energía de manera eficiente en las pendientes descendentes para recuperar parte de la energía utilizada al subir colinas empinadas.
Además, la estabilidad del robot se mejoró enormemente gracias a la colaboración con RAION ROBOTICS Inc., una empresa fundada por los investigadores del laboratorio del profesor Hwangbo.
< Figura 1. Diagrama conceptual del flujo de potencia empleado por el robot cuadrúpedo >
< Figura 2. Proceso de cambio de postura de las piernas de RAIBO2 caminando a la velocidad más eficiente de 3 m/s. Al reducir la velocidad de contacto de los pies con el suelo, se redujo la pérdida de energía de la colisión y, al minimizar la resbaladizabilidad del pie al entrar en contacto, la energía cinética del cuerpo se mantuvo en la dirección del movimiento. >
Debido a la naturaleza de la marcha, los robots a pedales deben emplear sistemas muy complejos que puedan soportar las vibraciones periódicas de los impactos frecuentes que se producen al entrar en contacto con la superficie del suelo. Inmediatamente después del desarrollo, ya se registró una alta eficiencia en experimentos de corta distancia en el laboratorio a principios de año, pero la tecnología de fabricación de RAION ROBOTICS mejoró significativamente el rendimiento de RAIBO al correr de forma segura durante un tiempo prolongado de más de 4 horas entre un grupo aleatorio de personas en una maratón real.
En comparación con estudios anteriores sobre la mejora de la eficiencia al caminar, donde no se podían cambiar las piezas externas ni el software y solo se hicieron mejoras limitadas en algunas áreas, el equipo de investigación del profesor Hwangbo citó el hecho de que pudieron resolver problemas de manera integral desarrollando todos los pasos y piezas internamente, incluido el diseño de mecanismos, el diseño eléctrico, el software y la inteligencia artificial, como un factor clave para mejorar la eficiencia.
Tras el desarrollo de RAIBO1, el equipo de investigación desarrolló RAIBO2 y optimizó todos los aspectos del robot. En particular, el equipo integró el circuito del controlador del motor directamente en el robot para minimizar las pérdidas del actuador y aumentar el ancho de banda de control, mejorando enormemente la eficiencia y la estabilidad de la marcha.
< Foto 4. RAIBO2 recorre el maratón completo junto a participantes humanos >
Choongin Lee, estudiante de doctorado y coautor principal de los estudios sobre RAIBO, dijo: “A través del proyecto de maratón, demostramos que RAIBO2 tiene el rendimiento de marcha para ejecutar de manera estable servicios como entrega y patrullaje en entornos urbanos con muchas personas y objetos aleatorios”, y “En la investigación de seguimiento, agregaremos funciones de navegación autónoma a RAIBO y nos esforzaremos por lograr el mejor rendimiento de marcha del mundo en entornos montañosos y de desastres”.
< Foto 5. RAIBO2 y coautores principales de la investigación relacionada en el programa de doctorado del Departamento de Ingeniería Mecánica del KAIST. (De izquierda a derecha) Choongin Lee, Donghoon Youm y Jeongsoo Park >
Esta investigación se realizó con el apoyo del Centro de Promoción de Tecnología Futura de Samsung Electronics y RAION ROBOTICS Inc. Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea News. Traducido al español
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