Freddy (1969-1971) y Freddy II [1] (1973-1976) fueron robots experimentales construidos en el Departamento de Inteligencia de Máquinas y Percepción (más tarde Departamento de Inteligencia Artificial, ahora parte de la Escuela de Informática de la Universidad de Edimburgo ).
Las innovaciones técnicas que involucraron a Freddy estuvieron a la vanguardia del campo de la robótica de los años 70. Freddy fue uno de los primeros robots en integrar visión, manipulación y sistemas inteligentes, además de tener versatilidad en el sistema y facilidad para reentrenarse y reprogramarse para nuevas tareas. La idea de mover la mesa en lugar del brazo simplificó la construcción. Freddy también utilizó un método de reconocimiento visual de las piezas mediante la comparación de gráficos en las características detectadas. El sistema utilizó una innovadora colección de procedimientos de alto nivel para programar los movimientos del brazo que podían reutilizarse para cada nueva tarea.
A mediados de los años 70, tanto en Estados Unidos como en el Reino Unido se generó una controversia sobre la utilidad de desarrollar un programa de robótica de propósito general. En un programa de televisión de la BBC de 1973, conocido como el "Debate Lighthill", [2] se enfrentaron James Lighthill , que había escrito un informe crítico para las agencias de financiación de la investigación científica y de ingeniería del Reino Unido, Donald Michie, de la Universidad de Edimburgo , y John McCarthy, de la Universidad de Stanford . Los robots Freddy II de Edimburgo y Shakey de Stanford/SRI se utilizaron para ilustrar el estado del arte en ese momento en sistemas de robótica inteligente.
Freddy Mark I (1969-1971) fue un prototipo experimental con tres grados de libertad creado por una plataforma giratoria impulsada por un par de ruedas independientes. Los otros componentes principales eran una cámara de video y sensores de impacto conectados a una computadora. La computadora movía la plataforma para que la cámara pudiera ver y luego reconocer los objetos. [3] [4]
Freddy II (1973-1976) era un manipulador de 5 grados de libertad con una gran "mano" vertical que podía moverse hacia arriba y hacia abajo, rotar sobre el eje vertical y hacer girar objetos sujetos en su pinza alrededor de un eje horizontal. Los dos grados de libertad de traslación restantes se generaban mediante una superficie de trabajo que se movía debajo de la pinza. La pinza era una pinza de dos dedos. Se agregó una cámara de video, así como un generador de franjas de luz.
Los proyectos Freddy y Freddy II fueron iniciados y supervisados por Donald Michie . El hardware mecánico y la electrónica analógica fueron diseñados y construidos por Stephen Salter (quien también fue pionero en la energía renovable a partir de las olas (ver Salter's Duck )), y la electrónica digital y la interfaz de la computadora fueron diseñadas por Harry Barrow y Gregan Crawford. El software fue desarrollado por un equipo dirigido por Rod Burstall, Robin Popplestone y Harry Barrow que utilizó el lenguaje de programación POP-2 , [5] uno de los primeros lenguajes de programación funcional del mundo . El hardware informático era una computadora Elliot 4130 con 384 KB (128K palabras de 24 bits) de RAM y un disco duro conectado a una pequeña computadora Honeywell H316 con 16 KB de RAM que realizaba directamente la detección y el control.
Freddy era un sistema versátil que podía ser entrenado y reprogramado para realizar una nueva tarea en uno o dos días. Las tareas incluían colocar anillos en clavijas y armar juguetes modelo simples que consistían en bloques de madera de diferentes formas, un barco con un mástil y un automóvil con ejes y ruedas.
La información sobre las ubicaciones de las piezas se obtuvo utilizando la cámara de video y luego se comparó con modelos previamente almacenados de las piezas. [6]
En el proyecto Freddy, pronto se dieron cuenta de que el estilo de programación del comportamiento del robot "muévete aquí, haz esto, muévete allí" (programación a nivel de actuador o articulación) es tedioso y, además, no permite que el robot se enfrente a variaciones en la posición y la forma de las piezas y el ruido del sensor. En consecuencia, Pat Ambler y Robin Popplestone desarrollaron el lenguaje de programación de robots RAPT [7] [8] , en el que el comportamiento del robot se especificaba a nivel de objeto.
Esto significaba que los objetivos del robot se especificaban en términos de relaciones de posición deseadas entre el robot, los objetos y la escena, dejando los detalles de cómo lograr los objetivos al sistema de software subyacente. Aunque se desarrolló en la década de 1970, RAPT sigue siendo considerablemente más avanzado que la mayoría de los lenguajes de programación de robots comerciales. [ cita requerida ]
El equipo de personas que contribuyó al proyecto eran líderes en el campo en ese momento e incluía a Pat Ambler , Harry Barrow, Ilona Bellos, Chris Brown, Rod Burstall, Gregan Crawford, Jim Howe, Donald Michie , Robin Popplestone , Stephen Salter, Austin Tate y Ken Turner.
También fue de interés en el proyecto el uso de un escáner 3D de luz estructurada para obtener la forma y posición 3D de las piezas a manipular. [9]
El robot Freddy II se encuentra actualmente en exhibición en el Museo Real de Edimburgo , Escocia , y un segmento del vídeo de ensamblaje se muestra en un bucle continuo.