Boston Dynamics ha rediseñado la mano del robot Atlas con tres dedos y un pulgar, 13 grados de libertad y sin meñique. La mano anterior de Atlas tenía tres dedos y 7 grados de libertad. Según la compañía, el nuevo diseño está pensado para un uso exigente, reparaciones de bajo costo y una fabricación de decenas o cientos de miles de unidades.
Qué cambió respecto a la mano anterior
La mano anterior de Atlas podía hacer cosas poco habituales con sus tres dedos, pero era hardware de investigación. Nunca se concibió para la producción en masa. Al encaminar a Atlas hacia un producto comercial surgieron preguntas que el equipo de investigación antes podía dejar de lado: cómo construir una mano que haga todo lo necesario y, a la vez, sea robusta, fiable y asequible.
La nueva mano responde con un rediseño completo, no con un simple dedo añadido. Los grados de libertad pasan de 7 a 13. La mano tiene cuatro dígitos, tres dedos y un pulgar, y no intenta parecerse a una mano humana.
Boston Dynamics enumera los objetivos del diseño. La mano debe poder realizar una amplia variedad de tareas útiles, incluido el manejo de herramientas. Tiene que ser fuerte y resistente, y debe simularse sin problemas. Debe poder fabricarse y repararse con un costo bajo y constante. Además, su forma debe ser lo bastante cercana a la de una mano humana como para poder entrenarla con demostraciones humanas. Parecerse estéticamente a una mano humana no figura en esa lista.
Por qué desapareció el meñique y los dedos se abren en abanico
Alberto Rodriguez, director de comportamiento de robots en Boston Dynamics, afirma que eliminar el meñique fue una decisión sencilla. Su equipo pasó un día con el meñique sujeto con cinta al anular y concluyó que ese dedo podía eliminarse.
El equipo añadió un cuarto dígito porque la tarea lo exigía. Rodriguez explica que un dedo tenía que poder moverse contra otro. Además, la mano debía sujetar el mango de una herramienta con gatillo, una categoría que incluye taladros y sopletes de soldadura. Para lograrlo, los dedos pueden abrirse en abanico.
Ese movimiento de apertura va más allá de lo que puede hacer una mano humana. Rodriguez señala que el aprendizaje por refuerzo puede descubrir usos para estos movimientos sobrehumanos adicionales y aprovecharlos. También sostiene que, desde la perspectiva del producto, la mano debería poder hacer todo lo que la empresa necesita en el futuro previsible.
Actuadores pensados para la reparación y el volumen
Mantener 13 grados de libertad, menos que en las manos más antropomórficas, permite a Boston Dynamics usar actuadores menos numerosos, más grandes y más potentes. Los actuadores se ubican directamente en las articulaciones, en una configuración de accionamiento directo. La transmisión permite que los motores sean retroconducibles, de modo que la mano puede reaccionar a la fuerza y al contacto.
Cada paquete de actuador es una sola unidad que se sustituye con facilidad. La mano no tiene tendones ni cables delicados que crucen las articulaciones y puedan estirarse o romperse. La fiabilidad, la fabricabilidad y el costo están muy relacionados, y esta disposición aborda los tres a la vez.
Rodriguez indica que el equipo trabaja ahora en determinar qué detalles finos del diseño deben cambiar para producir 100.000 de estas manos al año. Esa cifra describe el trabajo en curso, no una serie de producción.
Qué significa la mano de Atlas para el sector
La mano del robot Atlas es una apuesta deliberada contra el aspecto predominante de las manos de los humanoides. Varias otras empresas de humanoides han construido manos que copian de cerca la anatomía humana, y algunas de ellas han logrado una manipulación diestra que los observadores expertos consideran notable. El argumento de Rodriguez es que esos diseños sacrifican fiabilidad y fabricabilidad. Meter todo lo que necesita una mano en una forma del tamaño de la humana tiende a hacerla frágil, costosa o ambas cosas. Por ahora, eso deja a tales manos aptas sobre todo para la investigación y las demostraciones.
Boston Dynamics hace el intercambio opuesto. Renuncia a la apariencia humana y a algunos grados de libertad, y a cambio obtiene módulos de actuador reemplazables, ausencia de tendones y un camino hacia el volumen. Cada decisión se desprende de un objetivo de producto declarado, y eso es lo que da coherencia al diseño. La decisión sobre el meñique surgió de una prueba práctica, no de una suposición sobre cómo debe ser una mano.
El diseño también conserva un vínculo con la capacidad humana. Como la mano se mantiene cerca de la forma humana, aún pueden usarse demostraciones humanas para el entrenamiento. La apertura adicional de los dedos da después margen al aprendizaje por refuerzo para encontrar movimientos que una mano humana no podría realizar. Qué tan bien funcionan juntas esas dos vías de entrenamiento es la principal incógnita técnica que plantea el diseño.
Queda mucho por demostrar. Según lo descrito, el anuncio no ofrece cifras de precio, peso, carga útil ni fuerza de agarre de la mano. No informa de pruebas de durabilidad ni de datos de campo. La afirmación de que la mano puede hacer todo lo que Atlas necesita en el futuro previsible es una convicción de Rodriguez, no un resultado medido. La cifra de 100.000 unidades al año es una meta hacia la que trabaja el equipo, y los cambios necesarios para alcanzarla aún no están definidos.
La comparación con las manos de aspecto humano tampoco se ha puesto a prueba en términos directos. Nada en el anuncio muestra que la mano de Atlas iguale la manipulación fina que han demostrado los diseños más antropomórficos. El propio Rodriguez dice que no todas las empresas de humanoides harán las mismas concesiones y que hay espacio para la creatividad en el diseño de manos. La medida más útil será si las manos construidas así sobreviven al despliegue y pueden repararse y producirse al costo previsto. Si los humanoides con manos van a escalar, algún compromiso es inevitable, y Boston Dynamics ya ha mostrado qué compromisos está dispuesta a asumir.