Ciencia Costa Rica , Costa Rica, Viernes, 03 de enero de 2014 a las 14:52

Experimentan con robots humanoides que juegan al fútbol

El Laboratorio de Investigación en Reconocimiento de Patrones y Sistemas Inteligentes (PRIS-Lab) de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica (UCR) recibirá diez robots Nao

UCR/DICYT Nao es un robot humanoide, autónomo, programable. Su estatura es de casi 60 cm (573,2 mm) con un ancho de torso de casi 30 cm. (273,3 mm). Su entorno de programación es adaptable y dispone de múltiples sensores como micrófonos y cámaras, así como altavoces, lo cual lo hace sumamente versátil.


El PRIS-Lab envió una propuesta de proyecto al Programa de Colaboración Educativa (EPP, por sus siglas en inglés) de la empresa Aldebarán. La propuesta fue evaluada por el comité del EPP y aceptada entre otras presentadas enviadas por otros países el 25 de setiembre de este 2013.


A través de este programa, los laboratorios de investigación participantes, no solo reciben descuentos significativos de aproximadamente un 30% en la compra de los equipos, sino también acceso a material didáctico y capacitación en su propio país, entre otros beneficios.


Plataforma de investigación


Con esta adquisición, el PRIS-Lab tendrá una excelente plataforma de robots humanoides para investigación. Se podrán probar en la práctica los algoritmos diseñados por sus investigadores para la programación de robots, en particular de reconocimiento de patrones y sistemas inteligentes, de manera que estas máquinas puedan realizar actividades inspiradas por los seres humanos.


El reconocimiento de patrones consiste en tomar datos puros de distintos sensores y tomar una decisión dependiendo de la clase de patrón encontrado. Por ejemplo, mediante estos algoritmos, que corresponden a fórmulas matemáticas de “software”, se permitirá a los robots interpretar su entorno y orientarse en él.


Las señales que interpretan consisten en imágenes de las cámaras de video, señales de audio de los micrófonos, entre otros, las cuales utilizan para hacer mediciones de su entorno y tomar decisiones con base en ellas.


Por otro lado, los sistemas inteligentes consisten en plataformas de “software” capaces de resolver problemas utilizando capacidades cognitivas propias de los humanos, como por ejemplo aprender de ejemplos anteriores.


Con estos algoritmos, los robots Nao pueden realizar actividades basadas en un deportista de cualquier disciplina. Así un experto en artes marciales por ejemplo, podría realizar una rutina que el robot aprendería y ejecutaría.


La combinación de estas investigaciones con un proyecto de investigación que desarrolla el PRIS-Lab denominado “Rastreo automatizado de jugadores de fútbol a partir de señales de televisión”, haría posible que el equipo de robots incorpore la capacidad táctica y estratégica de los seres humanos para armar las jugadas en un partido de fútbol.


Así los robots podrían desplazarse en una cancha y comunicarse entre sí para armar jugadas de manera similar a como lo hacen los humanos en un partido de futbol.


Para ello se deben desarrollar algoritmos que permitan a los robots trabajar de manera conjunta y colaborativa, ayudándose mutuamente, compartiendo datos y sincronizando sus movimientos para armar las jugadas.


El Ing. Francisco Siles Canales, coordinador e investigador del PRIS-Lab, aclaró los desafíos que esto implica. "A pesar de parecer un simple juego ante el ojo inexperto, el desarrollar algoritmos para que los robots jueguen fútbol permite crear una plataforma de investigación en donde se enfrentan muchos problemas, los cuales deben ser resueltos: “propiocepción” (percepción propia), colaboración, comunicación, entre muchos otros".


Agregó que, "como se sabe, la robótica cognitiva es un ámbito tan amplio y complejo que requiere de la colaboración entre muchos investigadores expertos, para resolver los problemas encontrados".


RoboCup


Para demostrar la importancia de este entorno de investigación existe una competencia internacional para comparar la efectividad de los algoritmos desarrollados en torno al fútbol.


La competencia se denomina Robocup Robot Soccer World Cup. En esta competencia robótica internacional participan universidades de renombre en diversas categorías establecidas para la RoboCup 2013 .


El deseo del PRIS-Lab en el futuro es participar en la competencia, representando a la UCR. Para ello, se requerirá de apoyo para llevar a cabo las actividades y proyectos de investigación asociados a la puesta en marcha del equipo y la solución de los problemas antes mencionados. Además, se deberá obtener el financiamiento para asistir al Robocup.


El Dr. Francisco Siles Canales, quien es ingeniero eléctrico de la UCR con una maestría en sistemas digitales y un doctorado en computación por la Universidad Técnica de Múnich (TUM, por sus siglas en alemán), asegura que fuera del ámbito deportivo, estos algoritmos tienen múltiples aplicaciones.


A manera de ejemplo dijo “que se puede crear un sistema de observación automático de movimientos humanos para el desarrollo de algoritmos, con los cuales los robots aprendan a ejecutar actividades bioinspiradas”.


Con ello se podría lograr que estos humanoides aprendan a ejecutar muchas tareas cotidianas que realizan los seres humanos.