October 2016 Theme: Robótica de Servicio
Introducción de los Editores Invitados: Fabrizio Lambertti, Gianluca Paravati y Andrea Di Salvo

La Robótica de Servicio ha cautivado a Hollywood desde hace mucho tiempo, con la presencia de muchos caracteres robots que han aparecido en las películas de ciencia ficción y en las series televisivas. Por ejemplo, en la década de 1950 en la película El Planeta Desconocido se presentó un sirviente llamado Robby el Robot. Cincuenta años más tarde, Robin Williams interpretó a un robot androide de uso doméstico en la película Hombre Bicentenario. En la película WALL-E de Disney Pixar de 2008, el protagonista es robot basurero compactador que se enamora de una sonda ambiental droide.

Al pasar el tiempo, la distancia entre la ciencia ficción y la realidad ha decrecido en forma significativa. Pronto, los robots de servicio nos ayudaran con las tareas cotidianas, tanto en el hogar como en la oficina, mientras viajamos, compramos y mucho más.

En la edición de Octubre de 2016 de Computing Now presentamos un panorama, tanto de las aplicaciones de robots de servicios tradicionales como emergentes, así como resaltamos las direcciones relevantes para la investigación. Hemos seleccionado seis ponencias que esperamos lo inspiren a indagar con mayor profundidad en la literatura de este dominio increíblemente rico.

Robot Industrial o de Servicio

De acuerdo con la Federación Internacional de Robótica (International Federation of Robotics), un robot de servicio “desarrolla tareas de utilidad para los humanos o el equipamiento (excluyendo las aplicaciones de automatización)”. En otras palabras, no es el hardware el que distingue a un robot industrial de un robot de servicio, sino la aplicación para la cual fue construido. Sin embargo, los robots de servicio a menudo son móviles, aun un brazo manipulador robótico estacionario que se utiliza típicamente para desarrollar una manufactura repetitiva y tareas de alta precisión, se lo puede considerar como un robot de servicio cuando se lo utiliza en un contexto diferente. No debería ser una sorpresa que Joe Engelberger, el padre fundador de la robótica industrial, haya dirigido experimentos, tempranamente, con robots de servicio y haya comercializado en la década de 1990 un robot mensajero llamado HelpMate para uso hospitalario.

Otra forma para diferenciar entre robots industriales y de servicio es el grado de autonomía: los robots industriales son mayormente automáticos, en tanto que los robots de servicio son generalmente caracterizados con diferentes grados de autonomía, los cuales pueden ser ajustados dinámicamente para variar desde la completa autonomía a la tele operación. Generalmente se refiere a esta característica como “autonomía ajustable”, esta posibilidad es uno de los factores que hace que el juego de los escenarios de aplicación avizorados para la robótica de servicio sea extremadamente amplio y heterogéneo.

Los robots de servicio se pueden organizar en dos amplias categorías:

  • Robots Profesionales que a menudo son gestionados por operadores calificados y desarrollan tareas comerciales, tales como la limpieza y el patrullaje de lugares públicos, ayudan en operaciones médicas y de bomberos, dan servicio a los clientes en las tiendas minoristas y entretienen a las personas en los parques y museos.
  • Robots Personales que son frecuentemente utilizados por la gente común para propósitos domésticos, con ejemplos típicos de sirvientes hogareños o familiares, mascotas de compañía y asistentes de movilidad.

El Dificultoso Camino para la Comercialización

A pesar del increíble rango de usos posibles para los robots, las aplicaciones industriales, (especialmente en la industria automotriz y de la electrónica de consumo), han sido el sector dominante con un valor de mercado en 2015 de 32 mil millones de dólares y un crecimiento estable previsto para los próximos años.

De acuerdo con Silicon Valley Robotics, la cantidad de compañías exitosas de robots de servicio es aun limitada. Sin embargo, los robots de servicio se están transformando en forma creciente en una tendencia principal. Más de 10 millones de iRobot Roombas están aspirando hogares y oficinas en todo el mundo, lo cual ha superado con creces a los 1,5 millones de robots industriales que se utilizan en la actualidad. Se están desarrollando rápidamente los segmentos de mercado tales como defensa, agricultura, logística y medicina y ciertos nichos de mercado tales como los ayudantes humanoides y los robots kioscos.

Los desafíos en el campo quedan asociados, principalmente con las dificultadas en la implementación de comportamientos autónomos con el nivel requerido de conciencia del contexto, seguridad y obediencia. También es una dificulta el encontrar interfaces adecuadas que le permitan a diferentes tipos de usuarios programar e interactuar con so robots en una forma intuitiva y flexible. En la medida en que lentamente resolvemos estas cuestiones, los humanos aprendemos a confiar en los ayudantes robóticos, delegando en forma progresiva una cantidad creciente de tareas repetitivas y tediosas.

En esta Edición

En el artículo “Telexistence: Permitiendo que los Humanos sean Virtualmente Ubicuos” Susumu Tachi ilustra la evolución del concepto de “telexistance”, el cual se refiere a los usuarios humanos que tienen la sensación de estar físicamente presentes en lugares diferentes. El articulo presenta varias soluciones que se remontan a la década de 1980 que han sido desplegadas con avatares robóticos y explotan la tecnología de proyección retro reflectiva, los display inmersivos de montaje en la cabeza, los exo-esqueletos físicos, el control basado en el seguimiento de las manos y la retroalimentación haptica. De acuerdo con el autor, la tecnología de telexistance está alcanzando un nivel de sofisticación que permitirá pronto transferir más funciones humanas, permitiendo el trabajo remoto y las operaciones que nunca antes fueran posibles.

En el artículo “Una Aproximación Abierta a los Vehículos Autónomos”, Shimpei Kato y sus colegas arguyen que uno de los catalizadores para la evolución de las soluciones robóticas para los vehículos autónomos será la creciente disponibilidad de recursos abiertos. El articulo ofrece una revisión de las plataformas disponibles de software (tales como el Robot Operating System), los algoritmos (para la detección de objetos y el seguimiento, planificación de misión y otros por el estilo), los juegos de datos que pueden ser considerados para desarrollar las tareas de ingeniería relacionadas con la próxima generación de vehículos autónomos, siendo los automóviles auto conducidos solo uno de los ejemplos mejores conocidos.

El siguiente artículo “Una Flota Heterogenia de Vehículos para las Misiones Humanitarias Automatizados”, se enfrenta con cuestiones relacionadas a la coordinación de grupos de vehículos autónomos en el soporte de objetivos comunes. Pieter J Mosterman y sus colegas muestran como los sistemas ciber físicos pueden ser de ayuda en el diseño y validación de soluciones robóticas sofisticadas que se pueden requerir para implementar los sistemas automatizados de respuesta ante emergencias del futuro.

En el artículo “Diseño y Evaluación de una Interacción Sedativa por Centrada en el Tacto con un Robot Social”, Ysaman S Sefidgar y sus colegas describen el diseño de un robot de compañía terapeuta completamente interactivo. Basado en los principios de la terapia humano-animal, han creado un robot animal capaz de servir como un componente valido para la gestión de la ansiedad de las personas. Este robot afectivo basado en el tacto, que ellos denominan Criatura Haptica, ajusta si respiración sintética en función de las caricias que recibe. Las personas que han participado en un estudio de usuarios reportan una sensación de calma y felicidad luego de experimentarlo.

En el artículo “Impacto del uso de un Robot Educacional Basado en un Sistema de Aprendizaje sobre la Motivación de los Estudiantes en la Educación Elemental”, se enfoca en proporcionar evidencia empírica confiable de la efectividad de los robots en la educación. Los autores Kay’Yi Chin, Zeng’Wei Hong y Yen’Lin Chen diseñan un sistema de aprendizaje que aumenta el contenido digital por medio del comportamiento robótico. Durante la lección, un robot humanoide interactúa con la clase por medio de preguntas, invitando a los estudiantes a pensar, y a aplaudir cuando la respuesta ofrecida es correcta. Los resultados de un estudio desarrollado con estudiantes de escuelas elementales indican que los sistemas educaciones basados en robots pueden crear una experiencia de aprendizaje atrapante e interesante, al mismo tiempo que proporcionarles a los maestros con más tiempo para ayudar a los estudiantes con problemas.

El articulo Final “Instrucción Gráfica para los Robots Hogareños” ataca uno de los grandes desafíos de los robots de servicio: la interacción humano-robot. Daisuke Sakamoto y sus colegas evalúan diferentes tipos de interfaces de usuario para controlar robots heterogéneos que desarrollan tareas comunes tales como cocinar y doblar la ropa.  Sus resultados enfatizan el rol clave del diseño de la interacción jugará en el posible éxito de los robots de servicio en el futuro cercano.

Video Perspectives

Valeria D’Amico of TIM — a large Italian fixed and mobile telecommunication provider — discusses the company’s Connected Robotics Applications Lab (CRAB).

La Perspectiva de la Industria

Con el crecimiento de los robots de servicio en nuestras vidas, el hardware robótico de ultima generación y el desarrollo de software es, obviamente, esencial. Pero las compañías de telecomunicaciones están esperando poder jugar un rol igualmente importante.

En los videos de la Perspectiva de la Industria de este mes, Valeria D’amico de TIM, un proveedor importante de telecomunicaciones fijas y móviles de Italia, discute sobre el Laboratorio de Aplicaciones Robóticas Conectadas (CRAB) (Connected Robotics Applications Lab) de la Empresa, que está activo en el campo de Robótica en la Nube. Describe como el CRAB se enfoca en la creación de plataformas de validación capaces de soportar el desarrollo de la próxima generación de servicios en el campo. Los intentos y demos de CRAB también se han transformado en oportunidades para comprender como las personas perciben la interacción humano-robot y los diferentes grados con los cuales están tecnologías son aceptadas.

Conclusión

Considerando la variedad de las oportunidades para las aplicaciones de los robots de servicio y la cantidad potencial de usuarios, así como la tasa de crecimiento anual de cerca del 11,5 por ciento (y hasta el 150 por ciento en ciertas áreas, tales como las plataformas móviles), es fácil ver que el potencial del mercado y predecir un futuro promisorio.

Editores Invitados

Fabrizio Lamberti: es profesor asociado en el Politécnico de Turin, Italia; sus intereses de investigación incluyen a la inteligencia computacional, el procesamiento semántico, la computación distribuida, la interacción entre humanos y computadoras, y la interacción humano robot, los gráficos por computadora y la visualización. Lamberti es miembro Senior del IEEE y de la IEEE Computer Society. Ha publicado más de 120 ponencias en jornales y revistas internacionales con revisión por pares, libros, conferencias y proceedings. Actualmente se desempeña como editor asociado de la IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing y para la IEEE Consumer Electronics Magazine. Puede visitar su página en http://staff.polito.it/fabrizio.lamberti o lo puede contactar en fabrizio.lamberti@polito.it.

Gianluza Paravati es un profesor asistente en el Politécnico de Turin, Italia. Sus intereses de investigación incluyen el procesamiento de imágenes, los gráficos por computadoras, la realidad virtual y aumentada, la interacción humano computadora, el aprendizaje de máquinas, y la visualización. Paravati es miembro Senior del IEEE y de la IEEE Computer Society. Se desempeña como miembro del Comité Editorial y Revisor de varios jornales y conferencias con referato internacional. Puede visitar su página personal en http://staff.polito.it/gianluca.paravati/ y lo puede contactar en gianluca.paravati@polito.it.

Andrea Di Salvo es eco diseñador de interacción con un PhD es Diseño y Producción de Sistemas. Es investigador fellow en el Departamento de Arquitectura y diseño en el Politécnico de Turín, Italia, así como profesor adjunto para su curso de graduados en Diseño y Comunicación Visual. Se lo puede contactar en andrea.disalvo@polito.it.