¿Qué es la robótica en la nube?

El siglo XIX aceleró la adopción de amplios procesos industriales, de ahí la Revolución Industrial. En el siglo XX, el ritmo de estos procesos se vio estimulado por la Revolución Tecnológica, permitiendo así el acceso a laboratorios e institutos de investigación desde casa. Con los nuevos dominios de la electrónica, la automatización y la computación, hemos aterrizado en la cúspide de un nuevo cambio tecnológico, la revolución robótica. Esta fase está destinada a traer un gran impacto en las vidas humanas.  

La revolución robótica introdujo robots que podían realizar cualquier nivel de tareas. Aunque, el espacio y la memoria requeridos, junto con el costo, era un dilema aún por resolver. ¡Fue entonces cuando los robots de la nube hicieron su debut!  

El término «Robótica en la nube» fue acuñado por James Kuffner de Google en 2010. La robótica en la nube es una intersección entre la robótica, la computación en la nube, el aprendizaje profundo, los grandes datos, el internet de las cosas y otras tecnologías emergentes. Es un campo de la robótica donde los robots dependen de la red de Internet para implementar sus funciones. Más bien, un robot cuya detección y computación no están integrados en un solo sistema, por lo que el robot tiene «un cerebro extendido o compartido». Como resultado, los robots no solo se vuelven más inteligentes al conectarse a la nube, sino que también son más baratos y más pequeños.  

La gente ha presumido este «concepto predefinido» de robots que pueden hacer todo automáticamente. Este vago concepto fue alentado por varias películas, donde un robot puede realizar cualquier tarea, pero no es cierto. Hasta que ya menos que la tarea esté preprogramada en el robot, no puede realizar la misma. ¡Pero este límite puede ser superado por los robots de la nube!  

Antes de que la computación en la nube entrara en escena, se requería todo un equipo de expertos para optimizar las tareas. Los recursos, los servidores, todo era bastante limitado. Pero, con la robótica en la nube, se comparte un grupo común de redes y servidores.  

Se puede acceder a estos servicios en cualquier momento sin la mano de los expertos. La robótica en la nube también introdujo una elasticidad rápida debido a que los recursos se pueden escalar hacia arriba y hacia abajo según la demanda. Además, aunque en comparación con los robots industriales, los robots preprogramados tienen una alta eficiencia y precisión en el rendimiento en tiempo real, pero, cuando se trata de enfrentarse a un entorno extremo desconocido, los robots preprogramados no pueden llegar a fin de mes. ¿Adivina qué puede? Así es, ¡Robots en la Nube!  

En lugar de ejecutar tareas utilizando computación en el dispositivo, los robots en la nube ejecutan tareas computacionalmente intensivas y las envían a la nube. Esta es una característica muy notable de Cloud Robotics.  

La arquitectura de la robótica en la nube se compone de dos partes principales:  

• La plataforma en la nube junto con su equipamiento.
• La instalación inferior.

La plataforma en la nube está compuesta por servidores de alto rendimiento y amplias bases de datos. La instalación inferior comprende toda la maquinaria, los robots móviles y el equipo. La robótica en la nube se implementa en varias operaciones de robótica múltiple que han demostrado ser proyectos estándar de robótica en la nube. En el campo de las operaciones de múltiples robots, la integración de la computación en la nube y la robótica en campos como el análisis de imágenes o videos, la extracción de datos y muchos más han estimulado el avance de la robótica en la nube. Por lo tanto, las características clave de la arquitectura son:

• Las tareas informáticas de la infraestructura de la nube son dinámicas y los recursos están disponibles según la demanda.
• El “cerebro” de la robótica en la nube está en la nube. Si bien las tareas se procesan individualmente, los resultados de estos procesos se pueden obtener a través de tecnologías de red.
• La tarea informática se puede confiar a la nube, lo que, a su vez, puede dar como resultado una mejor duración de la batería y una menor carga del robot.

¿Sabías?  

¿Conoces la película «Matrix»? Cuando Neo le pregunta a Trinity sobre el helicóptero en la azotea: «¿Puedes volar esa cosa?» Ella responde: “Todavía no”. Pero luego se carga un «programa piloto» en su cerebro y ambos se van volando.  

¿Algo hizo clic en tu cerebro?  

• SLAM : Ha habido una infraestructura de computación en la nube construida por los investigadores del laboratorio ASORO en Singapur. Esta infraestructura pretende generar modelos 3D del entorno, modificando la ubicación tanto del entorno como del agente. Este proceso se puede realizar mucho más rápido en la nube que usando computadoras a bordo.
• GostaiNet : una empresa de robótica francesa conocida como Gostai ha construido esta infraestructura de robótica en la nube: GostaiNet. Esta infraestructura permite que un robot realice tareas remotas como reconocimiento de voz y detección de rostros. La nube se utiliza para la grabación de vídeo y la síntesis de voz.
• iCub : Giulio Sandini, profesor de robótica en el Instituto Italiano de Tecnología, dijo: «Este proyecto es un ‘precursor’ de la idea de la robótica en la nube». El iCub es una plataforma humanoide que funciona como un “contenedor de comportamientos”. Usando la tecnología de la nube, se podrían desarrollar muchos comportamientos, como el comportamiento de hacer pizzas o el comportamiento de hacer crepes. ¡Todo lo que haríamos sería agregar una «aplicación de comportamiento» al robot y haría pizzas y crepes para usted!

La robótica en la nube es diferente de la automatización general debido a su uso de tecnología de operación remota, así como a su dependencia de las tecnologías en la nube y los próximos modelos comerciales basados ​​en la nube que usan robots en la nube como un servicio. Se espera que la tecnología Mobile Edge Computing (MEC) y la tecnología 5GNR (nueva radio), que se basa en frecuencias de ondas milimétricas, beneficien a Cloud Robotics a un nivel encomiable. Obviamente, la atención hacia el mercado de la robótica en la nube será atraída primero por el gobierno y los clientes industriales, pero más adelante, se cree que también captará la atención de los consumidores.  

La robótica en la nube es una tecnología en desarrollo. Por lo tanto, hay muchos temas abiertos y desafíos enfrentados. Dado que el concepto de robótica en la nube se basa en requisitos en tiempo real, mantener un equilibrio entre los requisitos en tiempo real de diferentes situaciones y la precisión del rendimiento es una tarea difícil, incluso para la memoria del robot. Existe una demanda de mayor seguridad en la nube porque el almacenamiento en la nube significa almacenamiento remoto de datos. Por lo tanto, ya sea privacidad relacionada con el negocio o la investigación científica, se impone obligatoriamente el requisito de seguridad en la nube. Además, es necesario mantener el flujo de la red para un ancho de banda particular para aumentar la eficiencia del rendimiento en tiempo real.  

Hay algunos desafíos técnicos más que tienden a obstaculizar el rendimiento eficiente de los robots en la nube:

• Rapidez : La gente está muy acostumbrada a usar aplicaciones que muestran rápidamente los resultados. Pero, cuando se trata de robótica en la nube, la rapidez tiende a ir a otro nivel. Por ejemplo, se espera que un robot que es rápido mueva su brazo a la velocidad de las sinapsis cerebrales, aterrizando en el momento y lugar correctos. Para hacer frente a este problema, la comunidad de código abierto está trabajando en dos proyectos de la Fundación Linux, a saber, ACRN y Zephyr. ACRN se enfoca en latencia baja y un buen período de respuesta. Zephyr tiene como objetivo construir un «sistema operativo en tiempo real seguro, protegido y flexible» para los robots.
• Lejanía : Puede haber momentos en los que los robots no puedan conectarse a la red, por razones de seguridad o por motivos fisiográficos. Durante esos momentos, el robot debe predecir resultados cercanos, en lugar de depender completamente de la nube. Aquí es donde Edge Computing entra en escena como una solución.
• Red : imagine un robot que pierde su conexión a la red o la nube cuando se encuentra en una misión de guerra o quirúrgica. La situación podría volverse mortal. La solución a este dilema se presenta en la forma de la tecnología emergente conocida como 5G. 5G ha mejorado la conectividad y una latencia dramática, por lo que se solucionarán los problemas de conectividad y comunicación. Otra solución sería crear una red de mininubes para que, incluso si el robot pierde la conectividad a la red, pueda ejecutarse a través de estos grupos de recursos. Los robots de enjambre también utilizan esta misma técnica y es muy interesante de aprender.

¿Alguna vez has intentado usar un teléfono sin conexión a Internet? Si se da cuenta, el teléfono todavía se puede usar, pero solo realiza un conjunto particular de tareas preprogramadas. Mientras que con la conectividad de red, el móvil puede hacer maravillas, ¡seguro que lo sabes!

La industria ha continuado construyendo más soluciones para los próximos problemas y desafíos que se presentan. Pero se puede esperar que la robótica en la nube transforme una variedad de industrias e introduzca robots aún más capaces en un futuro cercano.