Robótico e ingeniero suizo-italiano
Dario Floreano (nacido en 1964 en San Daniele del Friuli , Italia ) es un ingeniero y robotista suizo-italiano. Es director del Laboratorio de Sistemas Inteligentes (LIS) en la Escuela Politécnica Federal de Lausana en Suiza y fue el director fundador del Centro Nacional Suizo de Competencia en Investigación (NCCR) en Robótica. [2]
Educación y carrera
Floreano se licenció en psicofísica visual en la Universidad de Trieste en 1988. En 1989 se incorporó al Consejo Nacional de Investigación de Italia en Roma como investigador asociado. En 1992 obtuvo un máster en informática con especialización en computación neuronal en la Universidad de Stirling . En 1995 obtuvo un doctorado en inteligencia artificial y robótica en la Universidad de Trieste . Tras ocupar el cargo de director científico en Cognitive Technology Laboratory Ltd, se incorporó a la EPFL en 1996 como jefe de grupo en el Departamento de Informática. En 2000, Floreano fue nombrado profesor asistente, en 2005 profesor asociado y en 2010 profesor titular de Sistemas Inteligentes en la Escuela de Ingeniería de la EPFL. Fue el director fundador del Centro Nacional Suizo de Competencia en Robótica, que funcionó durante 12 años, entre 2010 y 2022. [3] [4] Floreano fue nombrado "influenciador de IA en Suiza" en 2021. [5] Desde 2022, Floreano es miembro del Centro Europeo de Tecnologías Vivas (ECLT) y desde 2023 miembro del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) . [6] [7] Actualmente también se desempeña como miembro del Consejo Asesor del Instituto ELLIS Tübingen para el Aprendizaje Automático y del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes . [8]
Investigación
Floreano está interesado en los principios de diseño de sistemas inteligentes inspirados biológicamente, con énfasis en la interacción entre la inteligencia artificial , la corporeidad y el medio ambiente. [5] Durante los últimos 20 años, ha dedicado un esfuerzo significativo a comprender y diseñar pequeñas máquinas aéreas con percepción, morfología y comportamiento inspirados biológicamente que puedan ser operadas de maneras novedosas por humanos y alrededor de ellos. [9]
Una de las líneas de investigación clave exploradas en el laboratorio de Floreano es el campo de la percepción y el diseño de drones, con varias contribuciones al diseño y control autónomo de enjambres aéreos . En un trabajo anterior, Floreano demostró el primer equipo del mundo de 10 drones de ala fija capaces de realizar vuelos coordinados al aire libre mediante nuevos algoritmos de control que dependían únicamente de la comunicación por radio local entre drones vecinos: un algoritmo basado en la exploración de colonias de hormigas y un algoritmo basado en algoritmos evolutivos . [10] [11] Luego utilizó los 10 drones de ala fija para estudiar los algoritmos de agrupamiento de Reynolds y demostró que la agilidad del vehículo y el rango de comunicación entre los drones afectaban significativamente la cohesión del enjambre. [12] Darío Floreano también propuso nuevos métodos de diseño mecánico y control para la exploración de edificios por enjambres de drones: estos drones fueron diseñados para posarse en los techos para ahorrar energía y detectar y comunicarse con otros drones. [13] Estos algoritmos y drones, también conocidos como eyebots , se demostraron con éxito en operación sinérgica con un enjambre de robots terrestres ( footbots ) y robots manipuladores ( handbots ) en una misión destinada a encontrar y recuperar un libro colocado en un estante en una habitación. [14] Floreano y su equipo más tarde también estudiaron el enjambre basado en sonido y demostraron que un cuadricóptero equipado con un conjunto de micrófonos podría detectar el alcance y el rumbo de otro que emita chirridos de alta frecuencia. [15] En el trabajo más reciente, Floreano desarrolló un método para enjambres aéreos basados en visión, mediante el cual los drones usan cámaras a bordo para detectarse entre sí y coordinar de forma autónoma su propio movimiento con algoritmos de enjambre, [16] demostrando que los drones pueden navegar de forma segura en un entorno exterior a pesar de un desorden de fondo sustancial y condiciones de iluminación difíciles. Al mismo tiempo, el equipo de Floreano pudo demostrar el enjambre autónomo a través de entornos desordenados con control predictivo de modelos, [17] donde su enfoque mejoró la velocidad, el orden y la seguridad del enjambre, independientemente del diseño del entorno, al tiempo que era escalable en la velocidad del enjambre y la distancia entre agentes.
En paralelo al diseño y control autónomo de enjambres aéreos, Dario Floreano ha estado estudiando interfaces cuerpo-máquina para una operación tele-robótica más intuitiva e inmersiva de drones. Su equipo desarrolló un novedoso método BoMI para mapear automáticamente los gestos humanos espontáneos destinados a interactuar con dispositivos robóticos. [18] Floreano también desarrolló un exoesqueleto blando, llamado FlyJacket , acoplado con gafas de realidad virtual y guantes inteligentes para permitir que personas no expertas controlen naturalmente un dron en misiones de búsqueda y rescate. [19] La solución FlyJacket de Floreano fue probada por casi 500 personas en demostraciones públicas en Lausana, Zurich, Londres y Boston. Más recientemente, Floreano y su equipo demostraron que la retroalimentación háptica es efectiva para mejorar BoMI con un dron. [20] [21] [22] Su equipo también desarrolló embragues portátiles basados en tela para entrenar a humanos en tareas de teleoperación de drones más desafiantes. [23] Este método utilizó retroalimentación háptica para restringir el movimiento del codo y hacer que los usuarios sean conscientes de sus errores, lo que les permite aprender conscientemente a prevenir que se produzcan errores. Además, Floreano está interesado en estudiar la eficacia de diferentes puntos de vista en la teleoperación robótica con pantallas de realidad virtual y ha desarrollado un método de aprendizaje automático para extraer el BoMI para la operación de drones, [24] [25] que mostró resultados preliminares sobre el aprendizaje de cómo usar gestos con las manos para dirigir un enjambre en una vista en tercera persona. [26]
El trabajo actual en el LIS también investiga drones inspirados en aves, que pueden transformar tanto las superficies de sus alas como de su cola doblando las plumas y cambiando los ángulos de barrido para mejorar las capacidades de vuelo. [27] [28] [29] Los estudios han indicado que la estrategia de transformación de las alas y la cola y su sinergia mejoran la agilidad, la maniobrabilidad, la estabilidad y la eficiencia energética del vuelo. Otros sistemas inspirados en las aves que están desarrollando Darío Floreano y su equipo incluyen mecanismos para posarse y para la locomoción terrestre. [30] [31]
Otra línea de investigación en el laboratorio de Floreano se ha centrado en robots blandos y autoorganizados. Floreano ha estudiado el diseño y la fabricación de robots blandos multicelulares y ha desarrollado nuevos materiales funcionales para estas aplicaciones. [32] [33] [34] [35] [36] Su equipo también estudia varios aspectos de los sistemas robóticos de tensegridad , que incluyen el diseño modular , el desarrollo de técnicas de fabricación y la investigación de materiales funcionales. Entre otros ejemplos, Floreano y su equipo trabajan en nuevos diseños para robots blandos de tensegridad, que podrían rodar y saltar, prometiendo aplicaciones potenciales en la mitigación de desastres o la exploración espacial. [37] Otros diseños han incluido un robot biomimético de tensegridad similar a un pez, con potencial en la exploración, inspección y rescate submarinos. [38] Más recientemente, Floreano se ha interesado en las capacidades de rigidez variable de los sistemas de tensegridad, que incorporarían nuevas tecnologías basadas en materiales inteligentes y técnicas de fabricación elaboradas. Por ejemplo, desarrolló cables de rigidez variable basados en materiales inteligentes de aleación de bajo punto de fusión (LMPA), que podrían alternarse entre estados rígidos y blandos de módulos de tensegridad . [39] Su equipo también propuso un diseño para conexiones de rótula de rigidez dual que pueden cambiar entre una conexión rígida y flexible, que se utilizaron para diseñar una estructura de columna basada en tensegridad. [40] Otro ejemplo reciente involucra elementos de varilla de rigidez dual, que pueden integrarse en el diseño de articulaciones robóticas para rovers y drones para aumentar su resistencia al impacto y la colisión. [41] En una línea de investigación relacionada, Floreano analiza la coevolución de la morfología de los robots de tensegridad, donde estudia la influencia de la forma y la rigidez de los módulos de tensegridad en la evolución del cuerpo y el cerebro de los robots de tensegridad. Floreano y su equipo mostraron cómo se pueden obtener diferentes estrategias de morfología, control y locomoción en función de la rigidez variable de los módulos de tensegridad. [42]
Dario Floreano ha publicado cientos de artículos revisados por pares, decenas de patentes, así como cinco libros sobre redes neuronales, robótica evolutiva, inteligencia artificial bioinspirada, robots voladores bioinspirados y, más recientemente, sobre "Cómo las máquinas inteligentes darán forma a nuestro futuro". [43] En 2017, Floreano apareció en la página central de The Economist como pionero en robótica evolutiva y robótica aérea. [44] Fue cofundador y miembro de la Junta Directiva de la Sociedad Internacional para la Vida Artificial, Inc., miembro de la Junta de Gobernadores de la Sociedad Internacional de Redes Neuronales, miembro del Consejo Asesor de la división de Tecnología Futura y Emergente de la Comisión Europea, y miembros fundadores y vicepresidente del Consejo de la Agenda General sobre Robótica del Foro Económico Mundial. [45]
Obras seleccionadas
- Floreano, Dario; Nosengo, Nicola (2022). Cuentos de un mundo robótico. Cómo las máquinas inteligentes darán forma a nuestro futuro . MIT Press. ISBN 9780262047449.
- Paolillo, Antonio; Colella, Fabrizio; Nosengo, Nicola; Schiano, Fabrizio; Stewart, William John; Zambrano, Davide; Chappuis, Isabelle; Lalive, Rafael; Floreano, Dario (2022). "Cómo competir con los robots evaluando los riesgos de la automatización laboral y las alternativas resilientes". Science Robotics . 7 (65): eabg5561. doi :10.1126/scirobotics.abg5561. PMID 35417202. S2CID 248155895.
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Enlaces externos
- Publicaciones de Darío Floreano indexadas en Google Scholar
- Sitio web del Laboratorio de Sistemas Inteligentes