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

La investigación en robótica ha florecido durante la última década para abordar desafíos de valor real para la industria y el dominio público. Con la aparición de nuevos sistemas robóticos cada dos días, es fundamental desarrollar herramientas fiables que puedan utilizarse para evaluar su rendimiento y probar los algoritmos que sustentan su funcionamiento.

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

“El artículo fue producido en colaboración con el Centro de Tecnología de Fabricación (MTC) en Coventry, Reino Unido, que tiene varios socios en la industria que enfrentan problemas similares en el campo de la planificación del ensamblaje a largo plazo”, dijo Jack Collins, uno de los científicos. quien dirigió el estudio, le dijo a Tech Xplore.

“Esta área problemática presenta muchos desafíos y preguntas abiertas en robótica, por lo que nos asociamos con MTC para desarrollar un punto de referencia que refleje el campo y los desafíos, al mismo tiempo que nos aseguramos de que esté disponible para que los investigadores contribuyan a resolver problemas relacionados”.

El trabajo se lleva a cabo como parte del programa EPSRC Grant in Embodied Intelligence dirigido por el prof. Ingmar Posner de Oxford. “El objetivo de nuestro punto de referencia es estar orientado a los desafíos, ser accesible y de mente abierta. Nuestra visión es ofrecer una plataforma que continuará evolucionando hacia un esfuerzo impulsado por la comunidad para avanzar en la investigación de la robótica con un enfoque en las aplicaciones de fabricación y 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 básicas reconfiguradas y ampliables para probar la capacidad de los robots para ensamblar una gama más amplia de objetos.

“Para resolver las diferencias en las configuraciones de destino, RAMP requiere un razonamiento y una planificación explícitos para decidir el orden en el que ensamblar las vigas, sin las cuales el resultado serían secuencias de ensamblaje inviables”, explicó Collins.

Básicamente, RAMP permite a los usuarios evaluar de manera confiable la capacidad de un manipulador robótico para ensamblar diferentes paquetes en una de varias configuraciones de destino diferentes. El Benchmark está diseñado para los desafíos típicos de la construcción fuera del sitio, donde las partes se prefabrican y ensamblan fuera del sitio, por ejemplo, para enmarcar la estructura interna de los edificios.

“El patrón involucra vigas que se crean a partir de una serie de juntas impresas en 3D y extrusiones de aluminio, el objetivo es ensamblar estas vigas en una configuración de destino determinada lo más rápido posible y garantizar la repetibilidad”, dijo Collins. “RAMP está diseñado exclusivamente para evaluar tareas de montaje a largo plazo que requieren una justificación clara del orden de montaje. 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 científicos y fabricantes de todo el mundo ahora pueden usarlo para probar sus propios sistemas robóticos. Los usuarios obtienen todo lo que necesitan para comenzar con el punto de referencia, incluidas las piezas principales, una guía de ensamblaje, código para una implementación básica y código para un entorno de simulación altamente realista basado en Nvidia Isaac.

“RAMP también incluye un método de referencia que es capaz de resolver una clase de ensamblador simple. Estamos compartiendo públicamente la línea de base con la intención de permitir que otros usen y desarrollen nuestro propio trabajo”, dijo Collins. “Creemos que la implicación de esto es un progreso tangible en un área problemática que tiene una aplicación industrial directa, al tiempo que acelera el progreso en una serie de desafíos abiertos conocidos en robótica. Vemos que este punto de referencia se convierte en un esfuerzo de la comunidad con futuros usuarios que desarrollan el punto de referencia para cubrir nuevas áreas como la manipulación a dos manos, la construcción 3D y la manipulación deformable”.

El nuevo punto de referencia creado por este equipo de científicos pronto podría convertirse en una herramienta valiosa para evaluar las habilidades de planificación y manipulación de los robots diseñados para ensamblar estructuras en sitios de construcción al aire libre. En última instancia, el proyecto RAMP puede ayudar a evaluar mejor el progreso en el ensamblaje de robots al tiempo que destaca los problemas potenciales con los robots y las formas de superarlos.

“En nuestra investigación futura, intentaremos usar el entorno de simulación asociado para usar un enfoque basado en el aprendizaje para desarrollar métodos más sólidos para resolver ensamblajes”, agregó Collins. “También veremos cómo podemos resolver el problema del orden de ensamblaje sin requerir que un experto escriba primero una abstracción de dominio que un planificador simbólico pueda resolver”.

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