Cómo relacionarse con un robot

Recoger información del entorno, gestionarla en redes neuronales computacionales que han sido entrenadas y tomar decisiones de forma autónoma, lo más ajustadas posibles a los patrones humanos. Es el objetivo de los robots de la investigación que lleva a cabo Claudia Álvarez Aparicio en el Grupo de Robótica de la Universidad de León, en el que ha estado trabajando desde 2015 (antes de terminar su grado en Ingeniería Informática) y en el que realiza su tesis. Para conseguir la generación de comportamientos autónomos en los robots de servicio, concretamente en los denominados robots sociales, el grupo ha desarrollado en los últimos años la herramienta People Tracking (Petra); y la Biometric Recognition Trough Gais Analysis (Brittany), en la que Álvarez Aparicio centró su trabajo de fin de master en ciberseguridad, enfocada en conseguir la identificación de las personas a través de su forma de caminar. Desarrollar máquinas no sólo capaces de ejecutar estas funciones, sino que sean «socialmente aceptables», es la meta de todas estas investigaciones.

«La robótica social tiene como objetivo ayudar a las personas en los diferentes entornos del día a día, desde el doméstico a la oficina, ayudar en un restaurante,... Y para eso necesariamente los robots tienen que ser capaces de generar comportamientos autónomos, ser capaces de llevar a cabo acciones que deciden por sí mismos en función de la información que recogen del entorno».

La ingeniera señala que además estas decisiones «en cualquier tipo de entorno, tienen que ser lo más parecidas posibles a las que tomaría una persona. Por ejemplo, si el robot avanza por un pasillo y detecta un grupo de personas hablando, tiene que ser capaz de interpretar que están relacionándose y rodear el grupo para seguir avanzando, no pasar por el medio. Molestar lo menos posible, igual que haría una persona».

En un siguiente paso, en el que ahora se avanza, el objetivo es que la máquina interactúe con las personas. «Ahora hemos conseguido que siga a una persona, pero no que camine a su lado, eso es muy difícil y la robótica no lo ha conseguido. Estamos avanzando ahí».

Para lograr estos fines «es fundamental realizar un estudio exhaustivo de las relaciones entre nosotros, y entrenar a los robots para que sean capaces de replicar esa forma de interelacionarse».

Realiza su tesis en el Grupo de Robótica de la ULE. JESÚS F. SALVADORES

La primera fase para lograr estos comportamientos es conseguir que el robot sea capaz de localizarse, saber dónde está y cómo moverse, a través de sistemas de navegación, de un punto a otro. «Para interactuar con las personas necesita saber dónde están, y para eso desarrollamos la herramienta Petra. Utiliza un sensor láser colocado a unos 20 centímetros del suelo, con el que recoge información que procesa a través de una red neuronal que hemos entrenado con este objetivo». Álvarez Aparicio señala que la mayor parte de los robots sociales captan la información con láser en su base, en lugar de cámaras, «porque su coste de computación es menor y son capaces de comunicar mejor los datos».

La investigadora explica que Petra construye un mapa de ocupación a través de la información que recoge del entorno con todos los puntos láser, que tras ser procesados por la red neuronal devuelven una imagen con los puntos que forman parte de una persona (lo que identifica a través de un corte en 2D que da el patrón de las piernas). «Mediante el cálculo de centro de masas y un emparejamiento con masas euclídeas podemos conocer dónde se sitúan las personas, y eso permite un montón de utilidades. Por ejemplo llevar a cabo el seguimiento o el acompañamiento de estas personas, e incluso su identificación».

Brittany

En este punto de la investigación se desarrolló la herramienta Brittany, «una pequeña prueba de concepto que identifica a cinco usuarios con una fiabilidad del 98% y permite reconocer qué usuario está caminando. Es una utilidad que queremos integrar en el seguimiento de las personas. Aunque de momento son comportamientos separados para el robot, la finalidad es integrarlos».

Claudia Álvarez Aparicio investigó el desarrollo de Brittany en su trabajo de fin del Master de Ciberseguridad. «Estaba más orientado a este tema de la seguridad, a la autentificación biométrica». En un campo totalmente novedoso. «No hemos encontrado ningún trabajo que se desarrolle en este sentido, sí para identificar si la marcha es lenta o rápida, o para diferenciar el género de la persona que camina; pero no para identificarla».

Explica que existen dos formas de reconocimiento biométrico. «Por una parte está el fisiológico, como la huella dactilar o el iris. El sistema toma una medición en un instante concreto y determina si se trata de la persona correcta o no. Por otra parte está la biometría que reconoce el comportamiento, que está relacionado con una acción, no toma información en un instante sino que realiza varias mediciones».

Un documento del Instituto Nacional de Ciberseguridad (Incibe) apuntaba esta posibilidad de investigación, «eso nos animó. Petra ya permitía determinar la posición y obtener la información con el sensor láser, seguimos trabajando en ello porque es interesante de cara a integrarlo en la interacción social y las relaciones».

Los robots sociales son el campo de trabajo de la investigadora. JESÚS F. SALVADORES

Socialmente aceptable

Esta es la línea de trabajo que la ingeniera desarrolla en su tesis, y en la que se sigue avanzando. «A corto plazo se trata de integrar las dos herramientas y conseguir que el robot genere algún tipo de comportamiento de forma autónoma. Lo que está por determinar es qué tipo de comportamiento, porque el campo es muy amplio».

Además apunta la necesidad de analizar todo el desarrollo «desde el punto de vista humano. Hay que conocer cómo nos sentimos cuando interactuamos con un robot, cuando pasan a tu lado,...».

En este aspecto, Álvarez Aparicio tiene la teoría, y su experiencia hasta ahora así lo avala, de que un aspecto humanoide para el robot es importante a la hora de que sea aceptado en el entorno social. «Se ha demostrado que es importante, son los que más llaman la atención. El ejemplo lo tenemos en nuestro propio laboratorio, el robot que más llama la atención es el blanco, es muy bonito y capta la atención inmediatamente. En cambio otros que son mucho mejores, por sus movimientos o sensores, pero tienen otra apariencia, no captan esta atención».

Sin embargo, señala que «los robots no tienen que parecerse a los humanos, no me gustan esos a los que les ponen hasta piel para que parezcan personas. Al final un robot es un objeto, no es necesario ese nivel de realismo. Aunque sí es cierto que con un aspecto humanoide la interacción con ellos es mejor. Y hay que tener en cuenta que en el futuro los tendremos en el hogar, los restaurantes, los centros asistenciales, comercios,... Este tipo de máquinas son mejor recibidas».

Asistencial y social

Dentro del grupo de robótica de la Universidad de León el trabajo se centra fundamentalmente tanto en la robótica asistencial como en la social. «Mi tesis está más enfocada al ambiente social, a la generación de comportamientos. La robótica asistencial se despliega fundamentalmente en el entorno doméstico, tiene como objetivo ayudar a las personas, sobre todo mayores, o con algún tipo de discapacidad. El desarrollo que estoy haciendo tiene aplicaciones en estos campos, aunque la robótica asistencial tiene un componente más enfocado a las emociones, trata de reconocer si las personas están tristes o alegres,...».

Se trata de herramientas que pretenden servir de ayuda a personas que «por ejemplo están en las primeras fases de alzhéimer, a las que se les olvidan cosas como tomar la mediación, o dónde han dejado las zapatillas. El robot sabe qué tiene que hacer en estos casos, está pendiente y recuerda a las personas lo que tienen que hacer, comprueba que lo han hecho,...».

Lo cierto es que «el crecimiento del uso de robots en todo tipo de entornos es exponencial, cada vez tenemos más dispositivos en nuestro día a día. Y durante la pandemia su utilización se está incrementando. Por ejemplo, se han utilizado robots para llevar a cabo tareas de desinfección, o en la agricultura. En el ámbito de la robótica social «se están haciendo grandes esfuerzos para conseguir un robot socialmente aceptable. La pandemia nos ha permitido comprobar la necesidad del uso de este tipo de robots, todos conocemos a alguna persona mayor que ha pasado todo el confinamiento sola en su hogar. Quizá si este tipo de robots estuvieran más desarrollados, el confinamiento se hubiera hecho más llevadero para ellos».