Robot r茅cord desarrollado en el Laboratorio de Rob贸tica Biomim茅tica del Instituto Tecnol贸gico de MassachusettsHay juegos en los que la IA derrota a una persona. Pero hay tareas en las que una persona generalmente no se considera competidora. Aqu铆, los robots compiten solo entre s铆. Ensamblar un cubo de Rubik es una tarea t铆pica.
En noviembre de 2016, el robot Infineon Technologies AG estableci贸 un nuevo r茅cord mundial para ensamblar el Cubo de Rubik: lo
ensambl贸 en 0.637 segundos , rompiendo el r茅cord anterior de 0.89 s. Pero los ingenieros europeos fueron superados por los estudiantes
del Laboratorio de Rob贸tica Biomim茅tica del Instituto Tecnol贸gico de Massachusetts. Su robot complet贸 la tarea en
unos incre铆bles 0,38 segundos . Este es un tiempo "sucio", que incluye presionar la tecla "Inicio", reconocimiento de im谩genes y calcular la secuencia de acciones. La parte mec谩nica de la tarea en s铆 tom贸 aproximadamente 335 milisegundos. Resolver un problema en un
programa basado en
min2phase y enviar instrucciones: 45 milisegundos.
El video en tiempo real fue filmado claramente no para ojos humanos. Para que los 贸rganos sensoriales imperfectos de una persona puedan arreglar el proceso de ensamblaje y el cerebro humano lento para darse cuenta de lo que est谩 sucediendo, es necesario ralentizar la reproducci贸n de video al menos varias decenas de veces. A una velocidad de 0.03x del real, algo queda claro.
Los desarrolladores est谩n seguros de que la m谩quina es bastante capaz de hacer frente m谩s r谩pido, pero esto requiere una optimizaci贸n cuidadosa de la sincronizaci贸n de los movimientos mec谩nicos capturados en una c谩mara de alta velocidad. En el video a una velocidad de 0.03x (desaceleraci贸n de 33 veces), es notable que despu茅s de cada movimiento las caras de la inercia del cubo se mueven hacia adelante y hacia atr谩s antes de detenerse finalmente. Entonces, una rotaci贸n de 90 掳 en realidad se completa en aproximadamente 10 milisegundos, pero el robot realiza el siguiente movimiento en 15 milisegundos. Es en esta parte que el proceso puede optimizarse significativamente. Pero el robot casi duplic贸 el r茅cord mundial anterior casi dos veces, y debido a errores de optimizaci贸n, se rompi贸 un cubo o explotaron los transistores de efecto de campo. As铆 que decidimos dejarlo como est谩. Pero si es necesario, los estudiantes pueden "cortar" otros 100 milisegundos del registro.
El dise帽o utiliz贸 los siguientes detalles:
- 6 motores Kollmorgen ServoDisc serie U9 (cuatro N9M4T con imanes de neodimio y dos UD9-E, tienen las mismas caracter铆sticas y rendimiento). Dos de ellos fueron tomados de un antiguo proyecto de un brazo mecanizado , el resto fueron comprados a bajo precio en eBay. Un sensor 贸ptico US Digital 2000, tambi茅n con eBay, est谩 conectado a cada motor. Aunque estos sensores proporcionan una resoluci贸n excesiva para este experimento, lograron comprarse por $ 14 cada uno, nuevo, lo cual es un excelente precio. Es cierto que para conectar los sensores a los motores, tuve que jugar un poco.
- 6 controladores de motor de 12 voltios dise帽ados a medida. Los controladores STM32F303K8 funcionan aqu铆. Las placas se ensamblan en transistores de 100 voltios. Pero por alguna raz贸n, a 60 voltios, uno de ellos explot贸 dos veces cuando el cubo se atasc贸. Firmware para controladores .
La sincronizaci贸n / coordinaci贸n de movimientos entre los seis controladores se lleva a cabo mediante una placa l贸gica simple (AND Board), que recibe una se帽al de cada motor sobre el inicio / final del movimiento y env铆a una se帽al sobre un arranque seguro al siguiente motor en la cola.
- 2 c谩maras PlayStation Eye disparan tres caras cada una. El video se procesa a 187 FPS en Linux con una latencia muy baja en comparaci贸n con las c谩maras web convencionales. Estas c谩maras pudieron comprar por $ 7. Es cierto que hab铆a un problema con una clara diferencia entre los cuadrados rojos y naranjas, por lo que los estudiantes hicieron un poco de trampa y pintaron los cuadrados naranjas con pintura negra.
- 1 Cubo de Rubik. Uno de los mas baratos .
No fue en vano que los cubos se tomaron barato, porque durante el experimento se rompieron varias piezas (ver video). Los ingenieros escriben que uno de los trucos para que todo funcione bien es proporcionar una compresi贸n realmente ajustada de todos los detalles del cubo. Si las partes se alejan unas de otras, entonces las partes externas pueden girar hacia afuera cuando intentas girar r谩pidamente los planos centrales.
Ensamblar un cubo bien desmontado generalmente requiere de 19 a 23 pasos. Algunas soluciones se suman m谩s r谩pido que otras (la m谩s r谩pida consta de 21 pasos). Entonces, si tienes suerte, la tarea se resolver谩 unos 30 milisegundos m谩s r谩pido.