Robots móviles con autonomía

En 1992, Marc Raibert fundó Boston Dynamics, una empresa de ingeniería y robótica especializada en la construcción de robots móviles, como una spin-off del MIT, donde hasta entonces había dirigido Leg Laboratory. Desde allí contribuyó a establecer la base científica para robots altamente dinámicos.

Raibert fue profesor de EE&CS (Electrical Engineering and Computer Science) en el MIT y antes profesor asociado de Computer Science y Robotics en la Universidad Carnegie Mellon. Actualmente, es miembro de la Academia Nacional de Ingeniería.

Gracias al abordaje de algunos de los desafíos más difíciles de la robótica, Boston Dynamics se ha convertido en líder mundial en robots móviles. La compañía combina los principios de control dinámico y equilibrio con diseños mecánicos sofisticados, electrónica de vanguardia y software de última generación para robots de alto rendimiento. BigDog, Atlas, Spot y Handle son algunas de sus creaciones; todas ellas inspiradas en la capacidad de los animales para moverse con agilidad, destreza, percepción e inteligencia. El comportamiento dinámico conseguido en los robots de Boston Dynamics favorece sus cualidades y su efectividad en el mundo real.

Por primera vez, en 2019 Boston Dynamics inició la comercialización de un producto, su robot Spot. Actualmente, la compañía está creando mil Spots, que “se venden más rápidamente de lo que podemos construirlos”, según explicó Marc Raibert en Web Summit. Sin embargo, la verdadera revolución llegará con Handle, un prototipo móvil destinado al sector logístico y pensado para manejar cajas de peso medio, siendo capaz de cubrir todas las tareas del proceso: localización y selección de bultos individualizados, carga, configuración de un palé con paquetes diversos, e incluso descarga. “No se trata de un brazo inmóvil fijado al suelo –como los actuales robots que se utilizan en el sector–, sino que Handle es capaz de desplazarse y cuenta con unos sistemas de gestión visual tremendos”, declaró Raibert. Esto le permite sortear obstáculos y realizar funciones –hasta ahora impensables de realizar por un ser no humano– en el mundo de la logística.

El equipo técnico de ingenieros y científicos de Boston Dynamics conjuga a la perfección el pensamiento analítico avanzado con una ingeniería audaz y una funcionalidad práctica. Para conocer más acerca de las características de este talento y el futuro de la robótica en la sociedad, Marc Raibert aceptó la invitación de Executive Excellence y mantuvo una interesante conversación con Ricardo Vargas, director ejecutivo de Brightline Initiative, en el pasado Web Summit. Horas antes, Raibert despertó con su intervención la expectación de los miles de asistentes que cada año este evento de tecnología –el más grande de Europa– logra reunir en Lisboa.

RICARDO VARGAS: ¿Cuáles son sus objetivos viniendo a un cita como Web Summit?

MARC RAIBERT: Siempre resulta interesante descubrir lo que la gente piensa sobre la industria de la robótica y sobre los robots que estamos construyendo. Parte de nuestra presencia aquí está motivada por objetivos comerciales, ya que acabamos de lanzar un nuevo robot denominado Spot, pero también nos gustaría encontrar desarrolladores que puedan construir sobre la plataforma que estamos creando.

Además, resulta muy divertido exponer el trabajo que hacemos, especialmente ante una audiencia tan variada como la que congrega Web Summit. No sólo estamos hablando de personas del mundo de la robótica, sino de todo tipo de desarrollos tecnológicos de diferentes ámbitos.

R.V.: En Brightline reflexionamos y ofrecemos recursos para ayudar a las organizaciones en sus procesos de transformación, para que puedan cambiar con éxito la forma en la cual trabajan, y enfrentarse a un futuro que ya nos está llegando. ¿Hasta qué punto considera que la robótica va a ser una fuerza para esa transformación?

M.R.: Creo que se tarda mucho tiempo en desarrollar una tecnología tan avanzada como es la de la robótica. No es algo que sucede de un día para otro y nosotros llevamos años esforzándonos en ello.

Llegar a crear un entorno donde a las personas realmente les haga felices ir a trabajar es una de las claves para el progreso de una empresa como la nuestra. En Boston Dynamics nos encanta lo que hacemos. Evidentemente, ganamos dinero y tenemos productos, pero opino que el motivador más importante para nuestros empleados y para que estén deseando ir a trabajar todos los días es, en parte, el poder colaborar con sus otros compañeros de equipo y hacer que ocurran cosas que nunca antes nadie había visto.

R.V.: Cuando hablamos de robots, mucha gente se preocupa. ¿Cuál es el mayor reto respecto de la aceptación de la robótica en la sociedad, para que pueda convertirse en una industria escalable?

M.R.: Desde mi punto de vista, la base radica en que las personas se familiaricen con los robots. Justo después de mi conferencia aquí en Web Summit, hemos visto cómo un grupo de personas estaban como locas con los robots que hemos traído. ¡Les encantan! Querían hacerse selfies con ellos, querían tocarlos…

Creo que cuando se contempla a los robots desde una perspectiva abstracta, algunas personas sienten preocupación, pero una vez que se interactúa con ellos y se observa lo que pueden hacer y el valor que pueden aportar, las personas se vuelven entusiastas.

Cualquier nueva tecnología presenta oportunidades y riesgos, y me apenaría mucho ver que los riesgos interfieren y se imponen a las oportunidades. Ocurre lo mismo con los coches, los aviones, los ordenadores, los láser… Una tecnología en sí misma no es buena ni mala, todo depende de para qué se la utilice. Creo que los robots ofrecen posibilidades de hacer muchos trabajos aburridos y peligrosos que los seres humanos no deberían estar haciendo, y que tampoco quieren hacer, por supuesto. Por eso, estamos centrándonos mucho en encontrar ese tipo de trabajos donde los robots puedan sustituir a las personas.

R.V.: Acabamos de publicar The Brightline Transformation Compass. Nosotros defendemos que para que una transformación tenga éxito debe estar centrada en las personas, y dentro de las organizaciones todos tendemos a decir que ellas son los activos más importantes; ahora bien, lo que conocemos a través de nuestras investigaciones nos demuestra que esto es más bien una forma de hablar, y no tanto una realidad en muchas empresas. ¿Cómo se plantean esta situación en Boston Dynamics? ¿Cómo ponen a las personas en el centro?

M.R.: Iría aún más allá: no es que las personas sean el activo más importante de una empresa, es que son el único activo de las empresas. En el caso de Boston Dynamics, reclutamos el mejor talento que tenemos a nuestra disposición e intentamos que estén contentos en su puesto, e incluso buscarles trabajos que les guste hacer. Tenemos muy claro que nadie debería estar con nosotros si no está enamorado de lo que hace, si no disfruta con ello. Esa es nuestra filosofía.

Cuando a veces alguien no tiene un buen rendimiento, intentamos mover las cosas a su alrededor y encontrarle un sitio diferente, y eso frecuentemente resuelve muchos problemas. Casi nadie se va de la compañía. Tenemos una rotación muy próxima al 0% y creo que es porque nos empeñamos muchísimo en crear un ambiente donde las personas disfrutan con su trabajo, y donde el respeto es una condición sine qua non en todo el entorno. Además, nuestros empleados tienen buenos ingresos. Diría que Boston Dynamics es un lugar feliz.

R.V.: Una de las formas que tenemos en Brightline para obtener información directa es a través un muro, como el que hemos expuesto en Web Summit. En él realizamos preguntas para que los asistentes al congreso puedan responder. Una de ellas es si consideran que la visión y la estrategia de su empresa están articuladas de una forma clara. Las respuestas en sentido afirmativo y negativo están equilibradas, pero nos ha llamado la atención la tremenda cantidad de contestaciones intermedias, que simplemente no tenían las ideas claras respecto de que la visión y la estrategia estuviesen articuladas. En su caso, ¿qué puede decirnos?

M.R.: Quizá yo no tenga una buena contestación a esta pregunta. Sé que hay gente en nuestra compañía que piensa que no somos suficientemente claros respecto de lo que estamos haciendo, y yo reflexiono y para mí no hay ninguna duda. Lo que sí es cierto es que a veces me vuelvo impaciente cuando, de forma repetida, se me pide que sea más claro. Parte de mis cualidades y capacidades personales son las de avanzar en entornos de incertidumbre, buscando nuevos caminos que nos permitan continuar dentro de ellos. Creo que hay mucho valor en descubrir caminos en estos contextos con falta de definición.

El hecho es que cuanta más gente haya en una organización, más diversidad y diferencias se darán. Entiendo que algunos necesiten claridad para trabajar y que otros sean capaces de hacerlo en entornos de definición intermedia.

R.V.: De la aceptación del fracaso se aprende y se puede mejorar. ¿Cómo utilizan en Boston Dynamics los conceptos de error y de agilidad en el cambio para generar aprendizaje? 

M.R.: En nuestra compañía tenemos un proceso llamado “Constrúyelo, rómpelo y arréglalo” (Build it, Break it, Fix it). La idea que hay detrás es que cuando uno diseña algo nuevo, no quiere esperar hasta que el diseño sea perfecto para empezar a hacer la experimentación, sino que desea testarlo tan pronto como sea posible. Evidentemente, de esta forma, cuando se prueba no todo funciona, o quizás nada funcione, o quizás funcione en su mayoría; pero los datos que se obtienen de testar y ver cómo se rompe, y posteriormente volver a repararlo, es un procedimiento de trabajo mucho más rápido y, creo, mucho más eficiente que intentar partir de la perfección desde el comienzo. 

En nuestra compañía nadie recibe críticas ni castigos por haber probado algo y que no haya funcionado de forma correcta la primera vez. Realmente creemos en experimentar y ver cuáles son los resultados. Además, resulta muy divertido hacerlo así.

La efectividad de los Robots móviles  

El fundador de Boston Dynamics compartió su visión sobre el porvenir de los robots móviles, y el rol de su compañía en ese futuro, durante la celebración de la última edición de Web Summit en Lisboa. Su conferencia, “Welcome to the future of mobile robots”, no pasó desaperciba para nadie.

Athletic Artificial Intelligence

Existe una variedad específica de Inteligencia Artificial (IA) con la que trabajamos en Boston Dynamics y que denomino Athletic Artificial Intelligence (Inteligencia Artificial Atlética).

La mayoría de quienes se dedican a la IA trabajan sobre cuestiones cuya resolución realizamos mentalmente, en nuestro cerebro. Cosas como resolver problemas matemáticos o planificar nuestro desplazamiento al aeropuerto. Esas son tareas que hacemos mentalmente, y a eso lo denomino Scholarly Artificial Intelligence (Inteligencia Artificial Académica).

Pero en ese otro tipo de IA, la atlética, interviene nuestro cuerpo, y nos permite cosas como estar de pie en equilibrio, saltar, correr, nadar, trepar; gestionar los aspectos energéticos de nuestro movimiento, de manera que podamos conservar energía para ir más lejos o utilizar más energía para ser más fuertes, y también nos permite percibir el entorno que nos rodea para maniobrar y sortear los obstáculos que pudiera haber o a los competidores, si por ejemplo estuviéramos en un partido.

La mayoría de nosotros no somos atletas, pero tenemos un elevado nivel de inteligencia atlética que usamos continuamente. Nuestra compañía se centra en desarrollar esa inteligencia atlética, en este caso artificial, a través de los robots.

Aspiramos a ser capaces de, algún día, construir robots que tengan las habilidades de los animales o los seres humanos, y eso implica crear sistemas de percepción, sistemas de actuación, sistemas de planificación, controles dinámicos y muchísimas otras cosas.

Desde hace años, hemos puesto en marcha proyectos relacionados con esto y, aunque no estemos a los niveles atléticos de los animales, sí tenemos la capacidad de focalizarnos en las dinámicas de la conducta, en los conceptos energéticos del equilibrio y en temas similares. Esos son los ingredientes que hacen que nuestras creaciones sean capaces de trabajar en un mundo físico, real, donde las cosas no siempre son predecibles –como cuando un robot camina sobre el hielo y no puede prever las circunstancias, pero sus sistemas de control y sensores son capaces de responder y mantenerlo sin caerse–.

El presente es de Spot

Me gustaría explicaros el estatus de los robots hoy, mañana y en unos años. Para hablar del presente, voy a introducir a Spot, un robot que ya estamos enviando a clientes desde octubre de 2019; para hablar del futuro próximo, presentaré a Handle, un nuevo robot destinado a logística que empezaremos a comercializar en poco más de un año, y para abordar el futuro más lejano hablaré de Atlas, otro robot que en principio no pensamos lanzar al mercado, pero que nos permite analizar las fronteras de lo que los robots serán capaces de hacer. Definimos a Atlas como “nuestro Lamborghini”, es una creación cara que necesita de un equipo de personas especializadas, pero cuyo rendimiento es superior a ningún otro robot que hayamos construido. 

Spot es un cuadrúpedo más pequeño que los precedentes. Tiene un peso de 60 libras (poco más de 27 kilos) y es capaz de moverse en lugares como casas, oficinas… Cuenta con un sistema de navegación autónoma que le permite entrar en diferentes sitios y utiliza cámaras de detección de obstáculos, de modo que cuando sube una escalera puede ver las barandillas y el resto de la configuración, y subirlas sin problema.

Una particularidad de muchos animales es que son capaces de estabilizar una parte de su cuerpo mientras el resto está en movimiento. Hemos incorporado esa estabilidad a Spot, y así puede abrir una puerta, controlando la sujeción de la manilla con un artilugio mecánico a la vez que mueve su cuerpo. De esa manera, no tiene que preocuparse de las interacciones que hay, conceptualmente, entre la mano y el cuerpo. Este robot coordina los movimientos de sus piernas gracias a los ordenadores que lleva incorporados y puede utilizar diferentes formas de movimiento, llegando incluso a trotar o a caminar muy despacio, tal y como hacen algunos animales. 

Una de las ventajas de los robots con cuatro piernas es que son omnidireccionales. Pueden avanzar, retroceder o moverse de lado, incluso girar en el mismo sitio. Spot tiene cámaras en la parte delantera y una serie de estéreo cámaras en los laterales y en la parte posterior. Gracias a ellas, se pueden detectar los obstáculos y hacer el seguimiento de la situación del robot en un espacio. 

Otra característica de Spot es que, además de sus cuatro piernas, tiene un brazo articulado que le confiere unas capacidades interesantes. Todos los robots industriales que están fijos en el suelo tienen carencias de movilidad, porque las distancias que pueden recorrer son reducidas. Spot es una plataforma de manipulación móvil. Puede utilizar su cuerpo para extender el alcance de su brazo, lo cual hace de él un robot mucho más efectivo. Además, puede desacoplar el movimiento del cuerpo con el del brazo articulado, de manera que la persona que lo esté controlando no tiene que preocuparse de la coordinación del robot, solamente del brazo articulado.

Aplicaciones reales 

De entre las diferentes aplicaciones que hemos ido testando con nuestros socios, tenemos el ejemplo de una refinería BP. Spot puede alcanzar sitios a los que otros robots no llegan y porta un juego especial de sensores que le permiten hacer mediciones –para comprobar si hay fugas de metano–, y cámaras con las que mirar válvulas y realizar inspecciones “oculares”. En esta refinería, trimestralmente se llevan a cabo inspecciones que requieren muchos recursos humanos, pero con Spot todo ese proceso se hace de forma continuada y en menos tiempo. 

También tenemos la aplicación de Spot en una planta de distribución de energía, donde accede a sitios a los que las personas no pueden ir sin llevar trajes especiales. Así como su uso en construcciones, donde una de las tareas que más desarrolla es la medición del progreso de las obras. Spot es tremendamente útil para conocer la actividad de la construcción, gracias a los datos obtenidos con el acoplamiento de unos escáneres especiales, que son capaces de hacer mapas en tres dimensiones de los espacios donde entra. 

Además estamos analizando sus aplicaciones en el área del entretenimiento y estamos abiertos a experimentar con otros entornos. Incluso tenemos Spots actuando con el Cirque du Soleil. 

Trabajamos también con desarrolladores y estaremos encantados de poder hacerlo con start-ups, para que adapten sus productos y utilidades a nuestra plataforma, bien desarrollando software o hardware para el robot. Ya tenemos brazos articulados, radios de amplio espectro, wifis, cámaras, radares, lidar… Igualmente hay compañías que están desarrollando sus propios sensores que interactúan con el robot y las interfaces de las cuales le hemos provisto. 

En estos momentos estamos creando unos mil Spots. Se venden más rápidamente de lo que podemos construirlos y estamos ansiosos de ver qué otras aplicaciones les van dando. 

Handle: la disrupción del sector logístico 

Casi un trillón de cajas de cartón se paletizan y mueven cada año. Actualmente todo las funciones de ese proceso se hacen de un modo básicamente manual, y creemos que existe una gran oportunidad para ayudar en esos trabajos que son aburridos, monótonos y peligrosos, pues generan muchas lesiones.

Handle es un prototipo de robot que sólo tiene un propósito en su vida: manejar cajas de cartón de tamaño medio, que pesan menos de 35 libras (menos de 16 kilos).

Este robot utiliza un sistema de visión para localizar los palés e identificar las cajas de forma particularizada. Una de sus tareas sería coger paquetes de palés donde todos los bultos son iguales, y hacer otros palés sólo con aquellos seleccionados, tal y como solicitan las tiendas. Hay una gran oportunidad de negocio para ayudar a la automatización de este trabajo, e incluso estamos desarrollando robots capaces de hacer el proceso de descarga de los camiones.

Handle es un robot con el ADN de Boston Dynamics, por eso se equilibra a sí mismo. Está en una fase inicial, pero con muy buenas perspectivas. No es un brazo fijado al suelo, sino que es un brazo capaz de desplazarse y los progresos que estamos haciendo en sus sistemas de gestión visual son tremendos. 

¿Y el futuro? 

Atlas es el campo de pruebas de los niveles de rendimiento más elevados y de las nuevas tecnologías. Con él estamos aprendiendo técnicas como la optimización para controlar conductas complejas e innovaciones para hardware.

El modelo clásico de un robot era un ordenador que interactuaba a través del software diciéndole qué tenía que hacer, pero en el mundo físico, las situaciones reales interactúan también con el robot y generan cambios, y esa parte del problema hace que se necesite hardware. 

En Boston Dynamics hacemos gran cantidad de desarrollo de hardware especializado para el robot, tanto o más que la que hacemos en software. Como muestra, hemos creado en Atlas una unidad de potencia hidráulica que con un peso de sólo 5 kilos puede producir 5 Kilovatios de potencia cuando el robot está operando. Localizado encima del motor, hay una pierna creada a través de impresión 3D y que contiene conductos hidráulicos, huecos para colocar actuadores, válvulas… Así hemos logrado unos componentes mucho más ligeros que lo que supondría tener componentes individualizados para cada sistema. Estas estructuras especiales, que se construyen con impresión 3D avanzada y optimización del diseño, hacen del robot lo que es hoy. Gracias a esto, hemos conseguido que el robot pase de 375 libras –el peso de nuestros primeros “humanoides”– a las actuales 155 (unos 70 kilos). 

También le hemos dotado de un nivel de movilidad, gestualidad y polivalencia muy superior al robot original. Hoy Atlas puede realizar pruebas gimnásticas de saltos y giros, por ejemplo. Este camino de desarrollo nos permite crear robots más fuertes, más rápidos y más capaces, siendo mucho más pequeños. 

Además estamos consiguiendo un desarrollo conductual rápido con técnicas de optimización, con machine learning y con IA. Para nosotros, Atlas es realmente excitante, porque nos permite pensar a largo plazo y comprender cómo trabajan los mecanismos de control y movimiento, tanto de las personas como de los animales, para luego aplicarlos. El reto de ingeniería que representa su desarrollo es algo que nos mantiene tremendamente activos. 

Marc Raibert, fundador y CEO de Boston Dynamics, en Web Summit de Lisboa

Texto publicado en Executive Excellence nº164, feb.2020