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Cuando se anunciaron los equipos participantes en el DARPA Robotics Challenge (RDC) el año pasado, casi todos ellos proporcionan representaciones razonablemente detalladas que nos dio una buena idea de los robots que estaban trabajando.

La notable excepción fue el Centro Espacial Johnson de la NASA ( JSC ), que sólo dio a conocer un pedazo de arte conceptual que parecía mostrar un humanoide Robonaut como, pero no dio más detalles. Y desde entonces , la NASA


JSC ha sido extraordinariamente reservado acerca de lo que han estado trabajando. Naturalmente , tenemos un poco de curiosidad , y en octubre, IEEE Spectrum fuimos a Houston para una vista previa de la RDC robot de la NASA JSC , Valkyrie . Hoy , la NASA está lista para compartirla con el mundo. Conoce Valkyrie Cuando visitamos el equipo JSC para cumplir con su robot RDC , no teníamos ni idea de qué esperar . O más bien, que estábamos esperando a ver algo como el torso de Robonaut en la parte superior de un par de piernas fornidas . Después de tener nuestros pasaportes examinados a cambio de los pases de visitantes JSC , nos llevaron a un enorme edificio , sin ventanas, que podría haber albergado fácilmente una nave espacial de tamaño modesto , y probablemente lo hizo en algún momento en el pasado. En el interior, después de negociar un laberinto de poco iluminadas , pasajes estrechos y una serie de puertas cerradas con llave , salimos a una habitación del tamaño aproximado de un teatro IMAX , donde el jefe del equipo de la NASA JSC Nicolaus Radford nos presentó a este : Valkyrie ( designado oficialmente " R5 " por la NASA ) es un 1,9 metros de altura, 125 kilogramos , 44 grados de libertad, robot humanoide a pilas. Un equipo de la JSC de la NASA en Houston , en asociación con la Universidad de Texas y Texas A & M y con la financiación del propio estado de Texas, construyó el robot para la República Democrática del Congo , que celebrará una competición preliminar a finales de este mes . JSC es una pista Un equipo en la RDC ; junto con otros cinco equipos Track A con sus propios robots , JSC estará compitiendo contra Track B y C , los equipos de cada uno de los cuales tendrá un robot ATLAS de Boston Dynamics . Además , los equipos de vía D ( que no tienen los fondos de DARPA ) va a ingresar en sus propios robots . El desafío creado por DARPA implica tareas como caminar sobre terreno desigual, subir una escalera, el uso de herramientas , y la conducción. Esto significa que Valkyrie tiene que ser capaz de operar en los mismos espacios que


una persona operar en , bajo el control de los seres humanos que sólo tienen una formación mínima con los robots , por lo que el diseño del robot se basa en una forma humana . El objetivo general de la República Democrática del Congo es ayudar a impulsar la innovación hacia los robots que son capaces de tomar el relevo de los humanos directamente , sin necesidad de arreglos especiales . En ese contexto, una forma humana tiene sentido porque somos seres humanos, y estos robots va a hacer los trabajos que no queremos estar haciendo porque son demasiado peligrosas .

Con ese fin, Valkyrie tiene siete grados de libertad con los brazos muñecas y las manos accionadas, cada una con tres dedos y un pulgar. Tiene una cabeza que puede inclinar y girar, una cintura que puede girar, y seis grados de piernas


completas con patas equipadas con sensores de fuerza de torsión de seis ejes de libertad. A diferencia de los robots ATLAS, Valkyrie es alimentado por batería y funciona sin una correa de sujeción. Una batería extraíble en su mochila es buena por alrededor de una hora de actividad, y un ser humano puede cambiar en una batería nueva para un empleado en cuestión de minutos. También extraíble son miembros de Valkyrie: en tan sólo unos minutos más, un brazo dañado puede ser intercambiado por uno nuevo, y el brazo izquierdo, incluso se pueden intercambiar con el brazo derecho, ya que son de construcción idéntica. Las cosas están obligadas a ir mal durante la República Democrática del Congo, y la facilidad con que se puede fijar Valkyrie es una ventaja potencialmente importante.

Aunque el objetivo final de Valkyrie (y de hecho todos los robots de la RDC ) es ser lo más autónomo posible , el juicio en diciembre probablemente se basa en tele operación


humano, así como la autonomía de asistencia. Valkyrie está equipado con una asombrosa cantidad de sensores : cámaras y LIDAR en la cabeza, más cámaras y sonar en el abdomen , y sin embargo, más cámaras en los antebrazos , rodillas y pies. Todos estos datos no se transmitirán de nuevo a los operadores de Valkyrie de una vez, pero ser capaz de tomar ventaja de cualquier sensor que es más relevante para la tarea actual del robot debe ayudar Valkyrie ser rápido y eficiente , ya que está siendo tele operado o funcione de manera más autónoma . Robonaut Patrimonio NASA JSC tiene una enorme cantidad de experiencia en la construcción de robots . Uno de sus programas de robótica emblemáticas es Robonaut , un sofisticado parte superior del torso humanoide que actualmente está siendo tele operado en la Estación Espacial Internacional. "Cuando estábamos pensando en el DARPA Robotics Challenge, realmente estábamos aprovechando una gran parte del conocimiento y la tecnología que se ha desarrollado a lo largo de los años con Robonaut ", Radford, el líder del equipo , explica. Sin embargo , hay un montón de razones por las que un robot diseñado para el espacio no es un modelo ideal para un robot diseñado para un escenario de desastre en la Tierra, y la Valkiria es mucho , mucho más que una nueva versión de Robonaut con un par de piernas.


Jefe del equipo de la NASA JSC Nicolaus Radford con Valkyrie Robonaut fue diseñado principalmente para ayudar a los astronautas en el espacio, hasta e incluyendo EVAs fuera de la ISS. Es el modelo de una forma astronauta grande, que ofrece una gran cantidad de ventajas en condiciones de micro gravedad , pero no es ideal para moverse en la Tierra. Y en el espacio, caminar no es un problema, y usted también no tiene que preocuparse de caer hacia abajo , algo que Valkyrie es casi seguro que va a tener que lidiar. Además de estas diferencias en los requisitos de hardware , el


caso de uso de Valkyrie exige más autonomía y menos tele presencia. Robonaut hace explorar autonomía supervisada un poco, pero Valkyrie tendrá que ser capaz de completar tareas bajo restricciones mucho más severas de latencia y ancho de banda , lo que significa que tiene que ser mucho más inteligente, con una enorme cantidad de inteligencia integrada. Así , a pesar de Valkyrie se basa en una gran cantidad de lo que la NASA se enteró del programa de Robonaut , Valkyrie realmente debería ser considerado como un nuevo robot, repleto de tecnología completamente nueva , y luciendo un completamente nuevo y muy distintivo , mira.

Es una mujer?


Mientras que la posición oficial de la NASA es que Valkyrie es un humanoide sin género (como es Robonaut ) , el robot tiene algunas características que podríamos llamar inequívocamente femenino . Por ejemplo , está el nombre del robot. "Valkyrie " ( los especialistas en robótica llaman " Val " para abreviar ) se refiere a las figuras femeninas de la mitología nórdica que decidieron que los guerreros lucharon con valor suficiente en la batalla para ser llevado a Valhalla cuando murieron. A valkyrie es ya sea totalmente sobrenatural, o un humano con poderes sobrenaturales, cualquiera de las cuales son apropiadas para el robot sobrehumana de JSC . Y luego , por supuesto , está el área del pecho extendido , que se ve como lo hace (por lo menos en parte) , ya que alberga los actuadores lineales que permiten que el robot gire a la cintura , mientras que también proporciona una cierta protección si el robot cae hacia adelante . Si resulta que Val se diseñó deliberadamente desde el principio con las características femeninas , que es un muy audaz (y muy loable, en nuestra opinión) opción que el equipo del JSC ha hecho . La mayoría de los robots , especialmente los robots humanoides , son generalmente vistos como tampoco sin género o mujer , y esto es especialmente cierto cuando se trata de robots diseñados para la utilidad , ya que los robots de la RDC son . En diciembre, Valkyrie estará compitiendo contra robots como ATLAS y THOR , que son inequívocamente nombres masculinos que pasan a evocar ideas de fuerza y poder. Pero ¿por qué no pueden los robots con nombres inequívocamente femeninos evocan la fuerza y la potencia, así ? Teniendo en cuenta el número de niñas están interesadasen STEM en general y específicamente la robótica , que ya es hora de que alguien decidió decir "oye , mira, los robots pueden ser grande y poderoso y temible como mujeres, todo al mismo tiempo. "


Las

mercancías

suaves

Independientemente de si estamos viendo un robot femenino de la NASA, Valkyrie ciertamente tiene una estética que ha sido cuidadosamente pensado por sus diseñadores . La mayoría de los otros robots de la RDC son marcadamente utilitarista : ATLAS , por ejemplo, está protegido por las jaulas de los tubos de acero . Valkyrie es completamente diferente , ya que tiene " la ropa " de una especie , compuesta por encargo diseñado y paneles de armarios de la armadura de espuma de tela forrado . " Tomamos nuestras mercancías suaves muy en serio ", dice Radford . " Nuestro robot es suave . Si se cepilla contra ella mientras está trabajando , usted no quiere sentir este frío , metal duro. Usted quiere que se siente natural , como si estuvieras trabajando junto a otro ser humano. La suave mercancía, la ropa que ponemos en el robot , le dan esa sensación , esa apariencia de ser más cómodo para estar cerca " . La ropa también realiza la función esencial de la protección de Valkyrie por caídas e impactos. Parte de la razón por la que JSC es uno de los pocos grupos que ponen ropa funcional de los robots es que es mucho más


difícil de lo que parece . Es un compromiso continuo ( ya veces conflictiva ) entre el diseño y la ingeniería , asegurándose de que las mercancías suaves son funcionales ( y de buen aspecto ) al tiempo que permite un fácil acceso a los mecanismos subyacentes. La única manera de hacer este trabajo era para JSC para desarrollar su propio laboratorio de materiales blandos , donde diseñan y construyen toda la ropa de Valkyrie en el sitio. Hay un equipo de diseño dedicado, y expertos externos están involucrados , así : Valkyrie lucirá personalizada calzado fabricado por DC Shoes . La construcción de un equipo


El entorno de desarrollo donde el equipo trabaja JSC , llamado " The Bunker ", es una enorme habitación en un edificio que ha sido utilizado para el diseño de la nave espacial y la prueba desde la era Apolo. Es un espacio completamente abierto , lleno de ingenieros de software , ingenieros mecánicos, ingenieros eléctricos y todos los side- by-side de trabajo . Además de un equipo básico de las personas en el JSC que han estado trabajando en Robonaut (y otros proyectos de robótica ) por más de una década , la NASA contrató a cerca de 20 personas nuevas (algunos de ellos directamente de la universidad ) específicamente para trabajar en Valkyrie . Que trae el tamaño total del equipo para 55 personas , y de acuerdo a Radford, "Ha sido una experiencia increíble ver a todos a crecer y trabajar juntos. " Radford estructurada intencionalmente el equipo JSC República Democrática del Congo en el modelo de Skunk Works que famoso Kelley Johnson ingeniero aeronáutico implementado de manera exitosa en Lockheed en la década de 1940 : un grupo diverso de personas que trabajan todos juntos bajo un mismo techo en el secreto muy apretado. El equipo trabaja en dos turnos, 22 horas al día , encender las luces a las 7 am y mantener todo funcionando hasta las 5 am de la mañana siguiente . Se trata de un programa agresivo , por decir lo menos , pero eso es lo que se necesita para empezar de cero y terminar con un robot funcional en menos de un año . Incluso con toda la experiencia que Robonaut JSC tiene , la construcción de Valkyrie ha sido un proceso exigente en un plazo casi imposible. JSC logró diseñar y construir Valkyrie en sólo nueve meses, lo que es, como Radford pone, " una locura. " Cuando IEEE Spectrum visitó JSC en octubre , llegamos tan sólo unos días después del final de un cierre del gobierno EE.UU. de 16 días , lo que significó un dos semanas de vacaciones obligado para todo el equipo Valkyrie . "Probablemente llegó en el tiempo absoluto posible peor que podría haber venido ", dice Radford . "Decir que el horario es delgada es por decirlo suavemente : . . Este proyecto ha sido una locura lo tanto , se toma dos semanas pedazo de eso, y


eso es una cantidad significativa de tiempo de trabajo , pero nos lo tomamos profesionalmente, y cuando el gobierno volvimos , nos tiramos al suelo corriendo . No vamos a dejar que un resbalón dos semanas en el camino de la increíble cantidad de trabajo que nuestro equipo ha hecho en los últimos 12 meses " . Preparación para el futuro

Los juicios por reto DARPA Robotics tienen lugar en la Florida a sólo un par de semanas a partir de ahora , y Valkyrie estarán allí compitiendo contra otros 16 equipos . Radford es optimista acerca de la forma en que va a ir, y IEEE Spectrum también estará allí , siguiendo con el equipo de JSC durante todo el evento . Hay mucho más para Valkyrie que sólo la República Democrática del Congo , sin embargo. En el corto plazo , como explica Radford : " de la misma manera que Valkyrie se ha beneficiado de los 15 años de desarrollo de la robótica en el programa Robonaut y exoesqueleto de la NASA , vamos a seguir el ciclo de desarrollo , con las tecnologías que hemos


desarrollado para Valkyrie retroalimentar Robonaut , haciendo que nuestros robots que realizan actividades espaciales , incluso mejor de lo que lo son ahora " . Valkyrie es, por supuesto , no un robot viaja por el espacio , por lo que la promesa de desarrollo de la NASA JSC es aún más emocionante, ya Radford nos dice : NASA vio una considerable superposición en lo que la República Democrática del Congo está tratando de lograr , en los objetivos de la NASA como una agencia, y en nuestra visión para la exploración espacial . NASA quiere llegar a Marte , y con el fin de llegar a Marte , la NASA probablemente enviar robots por delante de los exploradores humanos . Estos robots comenzarán a preparar el camino para que los seres humanos , y cuando los seres humanos llegan, los robots y los humanos trabajarán juntos . Tecnologías como Valkyrie , y los otros avances que la República Democrática del Congo está haciendo , se alimentan directamente en los programas que la NASA ve como crítico para a largo plazo la exploración espacial humana. Como revolucionario como la tecnología dentro de Valkyrie es , y tan importante como el robot es el futuro de la exploración espacial , la atención del equipo de diseño, así como la ingeniería ha hecho Valkyrie en algo más. " Si vale la pena hacerlo, vale la pena hacerlo bien", dice Radford . " [ Valkyrie ] tiene un poco de un superhéroe se siente, porque honestamente , eso es lo que DARPA del solicitante: quieren un superhéroe robot . " Equipo de la NASA JSC definitivamente ha trabajado duro para lograr ese objetivo , ya finales de este mes , vamos a tener la oportunidad de ver qué tipo de superhéroe será Valkyrie .

ASTRO ROBOT  
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