El 1 de octubre de 2022, Tesla revela Optimus, un robot que usa la misma computadora que el automóvil Tesla. Esta es la primera vez que Tesla muestra al prototipo caminando sin ayuda. Este prototipo se desarrolló en aproximadamente 6 meses y no representa el concepto completo para Optimus, presentado también en una version básica junto con una explicación de lo que vendrá en un futuro cercano.
Optimus utilizará el mismo algoritmo de Inteligencia Artificial (IA) que se usa para entrenar el piloto automático del automóvil de Tesla, esto es, redes neuronales (NN). Como usuario de esta tecnología desde el 2020, puedo dar fe de lo bien que funciona. La IA del automóvil se volverá a entrenar para los fines del robot; es decir, para identificar objetos utilizando la representación de volumen de la maquinaria, un robot tendrá que interactuar e identificar características de alta frecuencia para estimar la trayectoria de su caminata.
El robot andante fue diseñado con actuadores existentes en el mercado, pero Tesla está trabajando en su propio diseño. La próxima generación de Optimus fue traída al escenario, y aunque todavía no estaba listo para caminar, ya puede hacer otros movimientos. Durante la presentación el equipo describió lo complejo que es lograr que el robot haga un movimiento físico coordinado, equilibrado y consciente de sí mismo, con una marcha energéticamente eficiente, estable y equilibrada. Sin embargo, explicaron cómo planean llevar a cabo esta tarea.
El resto de la presentación se centró en explicar las diferencias entre los robots presentados y el desarrollo que está realizando Tesla para lograr sus objetivos de producción en masa. ¡Fue increíble ver el concepto de robot andante, que se desarrolló en solo seis meses! Ahora, están trabajando en la próxima generación de éste robot, basado en la base del proceso de aprendizaje del vehículo Tesla, manteniendo la forma humana y dándole un amplio rango de movimiento.
Tratar de imitar todos los movimientos del cuerpo humano sería una tarea imposible y extremadamente costosa. Usando actuadores y sistemas eléctricos de nuevo diseño, el equipo está trabajando en un robot con solo 28 grados fundamentales de libertad para el cuerpo y seis más movimientos para la mano; esto para mantener la eficiencia a un costo reducido para la producción a gran escala.
El robot tendrá una computadora centralizada y un sistema de energía en el torso que minimizará la función de tiempo de inactividad y alimentará al bot durante una jornada completa, con un paquete de baterías de 2.3 kWh. Este diseño agilizará la fabricación y permitirá enfriamiento y manejo simplificado de la batería sin arriesgar seguridad. También aprovecha la infraestructura de producción y cadena de suministro de los automóviles Tesla.
El cerebro del robot también está en su torso, utilizando el hardware y el software del piloto automático del automóvil Tesla, pero cambiado para procesar datos visuales, tomar decisiones rápidas basadas en información sensorial, y comunicación. También incluirá funciones de seguridad a nivel de hardware para proteger al robot y a las personas que lo rodean. Otra cosa muy importante que están considerando es el control de daños para que el robot pueda caerse sin que se rompa.
Gran parte del desarrollo y análisis se ha dedicado al diseño de los actuadores. Estos son clave para permitir que el robot realice tareas regulares como recoger cajas o caminar. Los actuadores fueron uno de los principales focos de la presentación del diseño de ingeniería. Inspirándose en la rodilla humana, el equipo produjo un análogo mecánico optimizado pensando en eficiencia, energía, masa y costo de las articulaciones. Tradujeron movimientos particulares en especificaciones para las articulaciones, consumo de energía, y energía acumulada para la tarea realizada en determinado tiempo. Posteriormente calcularon el costo del sistema para un solo actuador. Hacer esto para miles de actuadores les permitió encontrar el caso óptimo para cada una de las 28 articulaciones. Pero tener actuadores únicos para cada articulación no es óptimo para la producción en masa, por lo que realizaron un estudio de elementos comunes para identificar la cantidad mínima de actuadores necesarios para cumplir con los requisitos de todas sus articulaciones. Este ejercicio los llevo a considerar solo seis actuadores diferentes; tres rotadores y tres lineales con gran fuerza para levantar objetos.
De manera similar, la mano se inspiró en la biología, centrándose en el objetivo de asegurarse de que el robot pueda mover todos sus dedos de forma independiente para que pueda operar herramientas. Los dedos están impulsados por tendones metálicos que son flexibles y fuertes para tareas de potencia y precisión. Tiene seis actuadores con 11 grados de libertad y agarre adaptativo. La mano tiene un controlador que mueve los dedos y recibe información sensorial para aprender sobre los objetos que están agarrando y dónde se encuentra la mano con respecto al espacio.
El objetivo es desarrollar un humanoide lo antes posible. Tratar de diseñarlo teniendo en cuenta la producción de alto volumen, bajo costo y alta confiabilidad. Elon Musk espera que el robot sea más económico que un auto, i.e. menos de $20,000 dólares.
Mientras siguen refinando el robot, Musk invitó a las personas a unirse a Tesla y ayudarlos a hacer este proyecto una realidad. El objetivo final es crear un robot que pueda ayudar a millones de personas proporcionando servicios y productos de forma segura. Se espera que Optimus mejore la producción económica con beneficio para la civilización humana.