Robonaut 1

 

La primera generación del proyecto Robonaut R1 (Robonaut 1) fue diseñada por la rama tecnológica de sistemas roboticos de la NASA junto con la colaboración de la DARPA (Agencia del departamento de defensa de los estados unidos responsable del desarrollo de nueva tecnología para el uso militar).

El propósito del proyecto era desarrollar y demostrar que un sistema robótico podía funcionar como un equivalente de EVA astronauta (Extra-vehicular Activity, que es el trabajo que hacen los astronautas lejos de la tierra y fuera de la nave espacial, también denominadas caminatas espaciales). Aunque el proyecto ha dado un salto generaciones adelante aun mantiene un operador humano en el lazo control. 

El reto era construir maquinas que puedan realizar tareas humanas y ayudar a explorar el espacio, especialmente donde los riesgos son demasiado grandes para los humanos. El esfuerzo se centro en la destreza de manipulación de objetos, que se logra gracias a la habilidad de usar unas manos para hacer el trabajo.

En el proyecto se están usando formas humanoides (Particularmente R1 tiene forma de centauro) para cumplir con los crecientes requerimientos de las caminatas espaciales. La razón de esto se debe a que el hardware de los vuelos espaciales y las herramientas involucradas ha sido diseñadas para el uso humano, así que se requiere de una forma y un grado de comportamiento humanoide para sustituir a una persona (Aunque por ahora la complejidad del desempeño humano esta mas allá de los alcances actuales de la robótica).

Componentes del R1:

• Manos: Las manos de R1 fueron de las primeras en ser desarrolladas para tareas espaciales y se asemejan al tamaño y a la capacidad de la mano de un astronauta capacitado. Cada mano tiene un total de 14 grados de libertad. Las manos constan de un antebrazo que contiene los motores y controles electrónicos, una muñeca tiene 2 grados de libertad y 5 dedos.

• Cabeza: El sistema incluye un cuello articulado que permite al teleoperador usar dos camaras como ojos. Las camaras pequeñas de color se visualizan en display del casco del operador, permitiendo una forma de percepción de profundidad. El movimiento del cuello es controlado usando un sensor de 6 ejes montado sobre el casco del operador, y reproduce los movimientos típicos del cuello humano. El sistema esta protegido por un casco como los que se usan en la tierra.

• El sistema de vision puede distinguir entre objetos en el  primer plano y objetos en el fondo. Además esta diseñado para mantener los objetos del primer plano en el centro de su campo de vision mientras el objeto se mueve. El sistema de vision esta diseñado para seguir el objeto que esta en el plano mas cercano a la cámara.

• El control del robot se hace a distancia por medio de un operador humano. El operador debe controlar 43 grados de libertad. EL uso de controles de 3 ejes de las manos facilita enormemete la tarea del operador. Dado que R1 es antropomorfo, es lógico pensar que la forma de controlarlo es por medio de una relación Maestro-esclavo, en donde los movimientos del operador son imitados por el robot. Una de las ventajas de esta forma de control es que proveen una forma intuitiva, cómoda, precisa y económica de seguir los movimientos del operador y comunicarlos al sistema robótico. El control utiliza tecnología de realidad virtual para que el teleoperador sienta como si estuviera en el lugar del robot. Los movimientos de los dedos del operador son mapeados y seguidos por el robot a través de sensores de posición en los dedos. Así las tareas son efectuadas intuitivamente como si se hiciera con la propias manos.

Tomado de: http://robonaut.jsc.nasa.gov/R1/index.asp