Leonardo es un robot social de 2,5 pies , el primero [1] creado por el Grupo de Robots Personales del Instituto Tecnológico de Massachusetts . Su desarrollo se atribuye a Cynthia Breazeal . El cuerpo es de Stan Winston Studios, líderes en animatrónica. [2] Su cuerpo se completó en 2002. [3] Era el robot más complejo que el estudio había intentado hasta 2001. [4] Otros contribuyentes al proyecto incluyen a NevenVision, Inc., Toyota, el Centro Espacial Lyndon B. Johnson de la NASA y el Laboratorio de Investigación de la Armada. Fue creado para facilitar el estudio de la interacción y colaboración entre humanos y robots . Una subvención de DARPA Mobile Autonomous Robot Software (MARS), una subvención del Programa de Jóvenes Investigadores de la Oficina de Investigación Naval , Digital Life y los consorcios Things that Think han financiado parcialmente el proyecto. El Grupo de Vida Robótica del MIT Media Lab , que también estudió a Robonaut 1, se propuso crear un robot social más sofisticado en Leonardo. Le dieron a Leonardo un sistema de seguimiento visual diferente y programas basados en la psicología infantil que esperan que contribuyan a una mejor colaboración entre humanos y robots. Uno de los objetivos del proyecto era hacer posible que los humanos no entrenados interactuaran con el robot y le enseñaran mucho más rápido y con menos repeticiones. Leonardo fue galardonado con un lugar en la lista de los 50 mejores robots de la historia de la revista Wired en 2006. [3]
En el pequeño espacio del cuerpo del robot hay aproximadamente sesenta motores que hacen posible el movimiento expresivo del robot. El Personal Robot Group desarrolló los sistemas de control de motores (con paquetes de control de 8 y 16 ejes) que han utilizado para Leonardo. Leonardo no se parece a ninguna criatura real, sino que tiene la apariencia de un ser fantasioso [ cita requerida ] . Su rostro fue diseñado para ser expresivo y comunicativo, ya que es un robot social. Se supone que su aspecto fantasioso y deliberadamente joven anima a los humanos a interactuar con él de la misma manera que lo harían con un niño o una mascota. [4]
Una cámara montada en el ojo derecho del robot captura los rostros. Un rastreador de rasgos faciales desarrollado por la corporación Neven Vision aísla los rostros de las capturas. Se utiliza un búfer de hasta 200 vistas del rostro para crear un modelo de la persona cada vez que se presenta a través del habla. Además, Leonardo puede rastrear objetos y rostros visualmente utilizando una colección de detectores de características visuales que incluyen color, tono de piel, forma y movimiento. [5]
El grupo planea que Leonardo tenga una piel que pueda detectar temperatura, proximidad y presión. Para lograrlo, están experimentando con resistencias que detectan la fuerza y compuestos de efecto túnel cuántico . Los sensores están recubiertos con una capa de silicio, como se usa en los efectos de maquillaje, para mantener la estética del robot. [6]
El objetivo de crear a Leonardo era crear un robot social. Sus motores, sensores y cámaras le permiten imitar la expresión humana, interactuar con objetos limitados y rastrear objetos. Esto ayuda a los humanos a reaccionar ante el robot de una manera más familiar. A través de esta reacción, los humanos pueden interactuar con el robot de formas sociales más naturales. La programación de Leonardo se combina con la teoría psicológica para que aprenda, interactúe y colabore de manera más natural con los humanos.
Leonardo aprende a través de un andamiaje espacial. Una de las formas en que un profesor enseña es colocando objetos cerca del alumno que espera que éste utilice. Esta misma técnica, el andamiaje espacial, se puede utilizar con Leonardo, a quien se le enseña a construir un velero a partir de bloques virtuales, utilizando únicamente los bloques rojo y azul. Cada vez que intenta utilizar un bloque verde, el profesor retira el color “prohibido” y mueve los bloques rojo y azul hacia el espacio del robot. Leonardo aprende, de esta manera, a construir el barco utilizando únicamente bloques rojos y azules. [7]
Leonardo también puede rastrear lo que un humano está mirando. Esto le permite al robot interactuar con un humano y con objetos del entorno. Naturalmente, los humanos seguirán un gesto de señalar y/o una mirada y entenderán que lo que se está señalando o mirando es el objeto que le interesa al otro humano y con el que está a punto de discutir o hacer algo. El Personal Robots Group ha utilizado la capacidad de seguimiento de Leonardo y ha programado al robot para que pueda actuar como un humano, dirigiendo su mirada hacia un objeto al que el humano está prestando atención. Igualar la mirada del humano es una de las formas en que Leonardo parece exhibir un comportamiento más natural. [8] Compartir la atención de esta manera es una de las formas en que el robot puede aprender de un humano. Las expresiones del robot, que pueden dar retroalimentación sobre su "comprensión", también son vitales.
Otra forma en la que Leo aprende es por imitación. La misma forma en la que los bebés aprenden a comprender y manipular su mundo es útil para el robot social. Al imitar las expresiones faciales y el movimiento corporal humanos, Leo puede distinguir entre sí mismo y los demás. Esta capacidad es importante para que los humanos adopten la perspectiva de los demás, y es lo mismo para un robot social. Ser capaz de comprender que los "otros" no tienen el mismo conocimiento que él le permite al robot ver su entorno con mayor precisión y tomar mejores decisiones basadas en su programación de qué hacer en una situación determinada. También le permite al robot distinguir entre las intenciones de un humano y sus acciones reales, ya que los humanos no son exactos. Esto permitiría que un humano sin entrenamiento especial le enseñara al robot. [7]
Leonardo puede explorar por sí solo, además de haber sido entrenado por un humano, lo que ahorra tiempo y es un factor clave para el éxito de un robot personal. Debe ser capaz de aprender rápidamente utilizando los mecanismos que los humanos ya utilizan (como el andamiaje espacial, la atención compartida, la mímica y la adopción de perspectivas). Tampoco puede requerir una gran cantidad de tiempo. Y, por último, debe ser un placer interactuar con él, por eso la estética y la expresión son tan importantes. Todos estos son pasos importantes para llevar el robot a un hogar.
La atención compartida y la toma de perspectiva son dos mecanismos a los que Leonardo tiene acceso que lo ayudan a interactuar de forma natural con los humanos. Sin embargo, Leonardo también puede lograr algo parecido a la empatía al examinar los datos que obtiene al imitar las expresiones faciales, el lenguaje corporal y el habla humanos. De manera similar, los humanos pueden comprender lo que otros humanos podrían estar sintiendo basándose en los mismos datos. Leonardo ha sido programado de acuerdo con las reglas de la teoría de la simulación, lo que le permite representar algo parecido a la empatía. [9] De estas maneras, la interacción social con Leonardo parece más parecida a la humana, lo que hace más probable que los humanos puedan trabajar con el robot en equipo.
Leonardo puede trabajar junto con un humano para resolver un problema común tanto como su cuerpo se lo permita. Es más eficaz trabajando codo a codo con un humano debido al trabajo de la teoría de la mente que se combina con su programación. En una tarea en la que un humano quiere galletas y otro galletas saladas de dos lugares cerrados y uno de ellos ha cambiado de lugar, Leonardo puede observar al primer humano tratando de llegar a donde cree que están las galletas y abrir una caja con galletas, lo que lo ayuda a lograr su objetivo. Todas las habilidades sociales de Leonardo trabajan juntas para que pueda trabajar junto a los humanos. Cuando un humano le pide que haga una tarea, puede indicar lo que sabe o no sabe y lo que puede y no puede hacer. Al comunicarse a través de la expresión y el gesto y al percibir la expresión, el gesto y el habla, el robot puede trabajar como parte de un equipo. [10]
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