Estudiantes UTEM desarrollan torso de robot con forma humana

A partir de un diseño open source, Marcelo Cerda Muñoz y Macarena Monsalve Sepúlveda -de Ingeniería Civil Electrónica- construyeron junto al profesor Patricio Galarce Acevedo, del Depto. de Electricidad, un robot antropomórfico para abrir paso a la investigación en inteligencia artificial.

El proyecto de tesis, denominado “Implementación y Puesta en Marcha del Torso del Robot Humanoide InMoov”, se extendió por un periodo de ocho meses. Su desarrollo implicó un doble reto para las y los egresadas/os, Marcelo Cerda Muñoz y Macarena Monsalve Sepúlveda, quienes debieron compatibilizar sus jornadas laborales y prácticas profesionales con la compleja fabricación de la estructura.

La culminación de este esfuerzo tuvo lugar en abril durante su examen de título, realizado ante una comisión integrada por el profesor guía Patricio Galarce Acevedo y las académicas del Depto. de Electricidad de la Facultad de Ingeniería, Lisbeth Bárzaga Martell y María de Los Ángeles Coronel Méndez. En la instancia, que contó además con la presencia del director de la Escuela de Electrónica y jefe de carrera, Patricio Santos López, las/os estudiantes obtuvieron una destacada calificación de 6.6.

Para la materialización del prototipo, el equipo debió levantar una cadena de producción local: las piezas fueron impresas en 3D en las dependencias del Departamento de Electricidad, proceso que contó con el apoyo técnico de Víctor de la Barra y del estudiante Felipe Ballesteros. Este último trabaja actualmente y de forma paralela en el desarrollo de una red neuronal diseñada para decodificar órdenes de voz destinadas a este robot u otros, asegurando la continuidad de la línea de investigación.

Innovación modular y calibración biomecánica

A nivel de ensamblaje, la distribución de tareas de parte de las/os alumnas/os fue modular para optimizar los tiempos de desarrollo. “El rol nuestro en el proyecto fue la construcción de cada una de las partes de manera separada. En mi caso, yo me encargué de construir y ensamblar cada parte de los hombros del robot y del armado del torso. Además de construir y probar los módulos de antebrazo y mano. Macarena se encargó principalmente de la construcción de toda la cabeza del robot, y del módulo del cuello, además de la construcción de cada bíceps”, detalla Cerda Muñoz respecto a la orgánica de trabajo.

Por su parte, Macarena Monsalve Sepúlveda destaca el origen y la complejidad técnica de la iniciativa: “El proyecto surgió a partir del interés por la robótica humanoide y las posibilidades que ofrece el robot InMoov como plataforma de aprendizaje e integración tecnológica. Junto a Marcelo y con la guía del profesor Patricio, buscamos desarrollar un proyecto que combinara mecánica, electrónica y programación”. La egresada complementa que “uno de los mayores desafíos fue lograr la correcta integración y calibración de todas las articulaciones del robot”.

Esa sincronización fue precisamente uno de los puntos críticos del proceso. Según el académico, Galarce Acevedo, “el principal reto del equipo consistió en adaptar el diseño original de 2011 a los componentes actuales. Esto obligó a rediseñar el dimensionamiento eléctrico y electrónico para que las nuevas piezas encajaran en la estructura impresa en 3D en los laboratorios de la universidad. Adicionalmente, las/os egresadas/os realizaron una calibración desde cero, definiendo las limitaciones físicas exactas para articulaciones críticas como los hombros y los codos”.

Hoy el prototipo finalizado destaca por su diseño antropomórfico, utilizando servomotores e hilos de alta resistencia que actúan de forma flexible para movilizar los dedos y los brazos de manera natural. Según explica el académico Galarce Acevedo, la similitud morfológica con el ser humano abre un campo amplio de aplicaciones: “La novedad es que este proyecto se puede aplicar en muchas áreas de la electrónica, medicina e incluso la industria”.

Con el torso ya operativo, el docente, quien desarrolla su investigación doctoral en técnicas avanzadas de control para robots duales, proyecta utilizar este prototipo en la formación especializada de pregrado para vincular la teoría con la práctica de las/os futuras/os estudiantes. Además, a futuro, se contempla una segunda etapa transdisciplinaria que incluya a otras carreras y que incorpore simulación virtual, visión por computadora, sensores de presión y procesamiento de voz mediante redes neuronales, además de evaluar la transición hacia materiales como la fibra de carbono y lograr construir un robot completo. Cabe señalar que la universidad evalúa, a través de sus canales correspondientes, las opciones de transferencia tecnológica que puedan surgir a partir de este proyecto de investigación aplicada.