maginemos un hospital donde varios robots llevan la ropa sucia a la lavandería. O una residencia de ancianos en la que brazos robóticos se ocupan de dar de comer a los usuarios. O una casa en la que, de nuevo, un robot ayuda a una persona dependiente a vestirse. No son escenas habituales, pero ya no suenan tanto a ciencia ficción. La investigación y sobre todo la robótica, se orientan hacia esos escenarios.
Un ejemplo de esta tendencia es Clothilde (CLOTH manIpulation Learning from DEmonstrations), el proyecto europeo que lidera desde hace cuatro años Carme Torras, profesora de investigación en el Instituto de Robótica e Informática Industrial, adscrito a la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) y al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España.
Financiado con 2,5 millones de euros, Clothilde es uno de los programas de investigación Horizonte 2020 para el periodo 2018-2022, aunque ya ha sido prorrogado un año más debido a la pandemia.
El aspecto más innovador del proyecto es que las máquinas diseñadas deben ser capaces de manipular prendas, es decir, objetos que son deformables y, al moverlos, cambian no solo de posición, también de forma. Esto difiere mucho de la manipulación de objetos rígidos propia de la robótica industrial, como sucede en las cadenas de fabricación de coches. “Nos propusimos diseñar una teoría para la manipulación versátil de ropa, basándonos en la combinación de dos técnicas: la topología, una disciplina matemática que caracteriza la forma de las cosas a grandes rasgos (no de forma geométrica), y el aprendizaje automático o machine learning”, resume Torras.
La investigadora se refiere a su campo de investigación como robótica asistencial, y no social, que sería un concepto más amplio. “Nuestra robótica es de contacto, de interactuar mucho con la persona a nivel físico”, afirma. El equipo de Torras trabaja en el desarrollo de tres aplicaciones: “Una es para ayudar a vestirse a personas con movilidad reducida; otra se relaciona con la logística hospitalaria, por ejemplo, hacer camas o recoger ropa usada; la tercera, que se aleja más de la robótica asistencial, se centra en la devolución de ropa en las compras online, en cómo hacer que esas prendas vuelvan a la cadena de producción en buen estado, bien guardadas o colgadas donde corresponda”.
Torras reflexiona sobre lo realizado hasta ahora y lo que queda por hacer hasta que finalice Clothilde. El principal logro ha sido desarrollar el software que sirve para representar el estado de la ropa: “El estado de un objeto rígido, con su localización a partir de la posición y la orientación, no cambia de forma aunque lo manipules. En cambio, los objetos deformables, sí, por eso hay que representar los diferentes estados con muchos parámetros”. Además, han diseñado técnicas para enseñar al robot a doblar una camisa o poner un mantel, algo más complicado que poner una taza. “En estos casos no es posible programar al robot para que realice estas acciones, hay que enseñar a la máquina por demostración para que copie”. Y continúa: “También hacemos aprendizaje por refuerzo; si la demostración que hace la persona no es óptima -por ejemplo, el mantel queda un poco arrugado-, el robot puede ejercitarse para ir haciéndolo cada vez mejor. Esto implica desarrollo de software, pero el robot también incorpora hardware, cámaras y distintos tipos de sensores, para ver cómo va quedando el mantel”, es decir, tiene que captar la información recibida para después combinar y fusionar todos esos datos.
Aunque han logrado muchos avances, aún están en fase de investigación. Básicamente, tienen por delante una gran labor de integración, un ensamblaje de todas esas piezas separadas. “En nuestro laboratorio tenemos seis prototipos de robots; uno dobla camisas, otro da de comer, otro pone la mesa… Cuando alguien termina la tesis, el robot se suele desmontar para hacer otra cosa. Ahora estamos poniendo en marcha un laboratorio abierto de robótica asistencial, una especie de spin off del proyecto Clothilde, que sea un punto de encuentro entre empresas de asistencia domiciliaria y de desarrollo de tecnología, escuelas de enfermería, asociaciones de pacientes, administraciones, etcétera. Queremos que los prototipos integrados se queden en ese laboratorio para hacer demostraciones y que los actores interesados puedan venir y probarlos”, resume.
Clothilde cuenta con un equipo multidisciplinar en el que participan bastantes matemáticos, pero también informáticos, ingenieros industriales, de telecomunicaciones y mecánicos, algún ingeniero físico y una filósofa que examina la vertiente ética, una parte que para Torras tiene una importancia crucial: “Al desarrollar el software y toda la interacción persona-robot, hay que detectar qué elementos son especialmente sensibles. La persona, cuando recibe ayuda del robot, debe sentir que controla la situación y puede ordenar a la máquina que pare si siente miedo. No debe sentirse como una pieza más en una cadena de fabricación de coches”, explica
