Búsqueda de nuevas formas de Lenguaje de Comunicación Hombre-Máquina.


El concepto de  Industria 4.0, que se populariza y se amplía diariamente, implica la utilización de robots cada vez más sofisticados en el ámbito de la producción industrial.

La comunicación con estos robots para que ejecuten las tareas encomendadas, es un tema que se encuentra directamente relacionado al lenguaje.

La historia de la humanidad es muy extensa. Los humanos usamos mecanismos para comunicarnos que tienen una enorme trayectoria basados en el reconocimiento de las palabras. Pero la comunicación es más amplia que las palabras, también implica lo gestual y lo contextual.  

Tratar de  tomar lo mejor de los lenguajes para encontrar una forma práctica y cómoda  de comunicarse entre el hombre y la máquina es el objetivo de esta investigación.

Muchas características se deben repensar para poder utilizarse en un ambiente industrial y otras se deben descartar directamente debido a las características robóticas del proyecto.

El lenguaje humano sabemos que no es unívoco, es más, podemos hablar y simultáneamente ocultar lo que pensamos y aquello que no se desea transmitir.

Hoy en día el lenguaje con el computador que maneja el robot es complejo y sobre todas las cosas poco amigable para trabajar en el diálogo Hombre-Máquina. El centro de esta investigación es poder armar un esquema gestual donde, sin equipamiento adicional, se le pueda ordenar al robot en la fase de la programación distintos aspectos para que se ajuste a las necesidades de la tarea.

El lenguaje a desarrollar no debe ser estático, por encontrarnos en un entorno dinámico con múltiples robots, donde no solo nos comuniquemos con uno, sino que podamos decir a cuál nos queremos dirigir.

La Industria 4.0 utiliza en la actualidad, software para programar cual deberá ser el comportamiento de un robot. Programar el comportamiento lleva tiempo y una gran cantidad de prueba y error, además de como dijimos antes ser complejo y poco amigable.

El proyecto planteado propone la intervención de la forma que se le indican al robot los movimientos necesarios, utilizando la mano de un operario como punto de referencia. De esta forma se van a desarrollar dos alternativas y comparar los beneficios y desventajas de cada una de ellas.

El objetivo general es generar un nuevo esquema para controlar un robot industrial “real o virtual” utilizando un esquema modelo basado en un lenguaje gestual de la mano implementado en dos medios diferentes, un guante físico y un guante virtual, para poder comparar los resultados de ambos. Ambos guantes le van a enviar comandos al controlador en tiempo real del robot, en nuestro caso LinuxCNC.

De esta forma, se genera una nueva forma de interfase robot-hombre para los movimientos de posicionamiento en la fase programación. La aplicación se pondrá en marcha sobre robots en el mundo virtual, robots en escala dentro del laboratorio universitario y robots industriales reales.

La primera alternativa será el desarrollo de un guante, con componentes electrónicos, que conectado a un software de tipo interfaz entre el guante y el robot, le indique cuales son los movimientos que debe recordar. Se basará en componentes wifi para poder detectar la posición relativa sobre un punto y así informarle al robot. Utilizando sensores en los dedos se podrán detectar comandos de operación del robot.

La segunda alternativa, es detectar mediante dos cámaras los gestos de la mano, y de esta forma, indicarle al robot sus movimientos. Para esto, se utilizarán dos cámaras que mediante la aplicación de un sistema de Machine Learning se detectarán movimientos y gestos de la mano para comunicarle al robot.

Para ambos robots se deberá establecer el mismo  pseudo lenguaje gestual, de manera que se pueda comparar los resultados de ambos en condiciones similares.

Participantes:

Dr. Ing. Jorge Bauer
MgScIt. Lic. Martin Acosta
Alumno Felix Cuello
Alumna Hadasa Goldenberg
Alumno Josmer Jesús Delgado Rodríguez

Presentaciones en congresos:

- Dr. Ing. Jorge Bauer; Felix Cuello. International Symposium for Production Research 2020. Controlador LinuxCNC para robots industriales de 6 grados de libertad.

- Durakbasa M.N., Bauer J.M., Capuano E., Acosta J.M., Carlos Diaz J. (2020) The New Paradigm in the Task of Direction-Coordination of Innovative Technological Projects in the Environment of INDUSTRY 4.0. In: Durakbasa N., Gençyilmaz M. (eds) Proceedings of the International Symposium for Production Research 2019. ISPR 2019, ISPR 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-31343-2_27