Rompiendo Barreras: Cómo la Robótica VR Está Creando el Futuro de la Colaboración Profesional Sin Fricciones

La industria de la realidad virtual (VR) está creciendo a un ritmo rápido, con casi uno de cada cinco consumidores estadounidenses usando VR en 2020. Pero aunque actualmente los sectores de juegos y entretenimiento son los mayores impulsores del crecimiento de la VR a nivel mundial, esta tecnología inmersiva también está adentrándose en otras áreas de la vida.

Los investigadores de la Universidad de Brown y la Universidad de Cornell están trabajando para expandir el uso de la VR en entornos profesionales. Involucra un robot de telepresencia que responde automáticamente y en tiempo real a los movimientos y gestos realizados por un usuario remoto en realidad virtual.

Para ello, el equipo de investigación desarrolló el sistema robótico llamado VRoxy, un proxy robótico controlado por VR sin controlador que tiene el potencial de permitir una colaboración práctica entre personas que trabajan de forma remota en un espacio pequeño, como una oficina, con compañeros que trabajan en un espacio mucho más grande.

“El gran beneficio de la realidad virtual es que podemos aprovechar todo tipo de técnicas de locomoción que la gente usa en los juegos de realidad virtual, como moverse instantáneamente de una posición a otra.”

– Mose Sakashita, estudiante de doctorado en Ciencias de la Información en Cornell.

Él añadió:

“Esta funcionalidad permite a los usuarios remotos ocupar físicamente una cantidad muy limitada de espacio pero colaborar con compañeros en un entorno remoto mucho más grande.”

Así, el equipo creó VRoxy, basado en un robot similar de Cornell llamado ReMotion, que ocupa espacio físico en nombre de un usuario remoto y refleja automáticamente los movimientos del usuario en tiempo real antes de transmitir el lenguaje corporal crucial que de otro modo se pierde en entornos virtuales estándar. La funcionalidad de ReMotion estaba limitada a escenarios donde ambos usuarios —el que está en el extremo local y el que está en el extremo remoto— tenían configuraciones de hardware idénticas y espacios de trabajo de tamaño comparable. Sin embargo, VRoxy ha superado esta limitación.

Lo que hace el programa de software VRoxy es permitir que un usuario en una ubicación remota se ponga un casco de VR y sea transportado virtualmente a un espacio, que podría ser una oficina, laboratorio o cualquier otro entorno donde sus colegas estén trabajando físicamente. En la ubicación física, el usuario remoto es representado mediante un robot, lo que le permite moverse por ese entorno usando movimientos naturales, como caminar. Además, el usuario remoto puede colaborar con colegas mediante gestos como señalar objetos, animaciones de cabeza como asentir, e incluso expresiones faciales a través del proxy robótico.

Aunque actualmente está en sus primeras etapas, los investigadores afirman que el software ya tiene el potencial de abordar algunos de los mayores desafíos al usar proxies robóticos y software de realidad aumentada (AR) para la colaboración remota.

VRoxy: Revolucionando la Colaboración Remota 

El artículo “VRoxy: Wide-Area Collaboration From an Office Using a VR-Driven Robotic Proxy” se presentó en el Simposio de la Asociación de Maquinaria Computacional (ACM) sobre Software y Tecnología de Interfaz de Usuario (UIST) de este año, celebrado del 29 de octubre al 1 de noviembre en San Francisco. El artículo de investigación demuestra cómo VRoxy puede acomodar el mapeo de múltiples ubicaciones físicas en un espacio virtual unificado.

La realidad virtual brinda la oportunidad de crear interfaces intuitivas al sumergir a los usuarios en un entorno 3D donde pueden ver e interactuar con robots en entornos compartidos o remotos, lo que permite una interacción más fácil. Se ha demostrado que las interfaces de VR ayudan a reducir el tiempo de finalización de tareas, aumentan el rendimiento del operador y generalmente se prefieren sobre las interfaces tradicionales. Pero aunque se ha realizado una cantidad significativa de trabajo fundamental en interfaces de robots VR, aún se requiere mucho desarrollo para crear interfaces de teleoperación en VR.

“En este momento, los robots controlados por movimiento para la colaboración requieren que la ubicación física tenga la misma cantidad de espacio que el entorno remoto, pero eso a menudo no es así,” dijo Brandon Woodard, estudiante de doctorado en la Universidad de Brown, también investigador graduado del Grupo de Computación Visual y anteriormente interno en Nvidia (NVDA ), MIT Lincoln Laboratory, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y Intel (INTC ). Añadió que las habitaciones tienen diferentes dimensiones, lo cual es fácilmente visible incluso al reunirse con personas en Zoom, el programa de videotelefonía.

Según el artículo, investigaciones recientes en proxies robóticos han demostrado que se pueden reproducir automáticamente muchas señales no verbales importantes en la colaboración coubicada, pero a menudo requieren una configuración de hardware simétrica en cada ubicación. Como solución, el equipo presentó VRoxy, un sistema diseñado para permitir el acceso a espacios remotos mediante un robot, usando un casco de VR en un espacio mucho más pequeño, como una oficina personal. Aquí, los investigadores dijeron que la capacidad de respuesta automática en tiempo real del software es clave tanto para los compañeros remotos como locales.

VRoxy asigna cualquier pequeño movimiento realizado por el usuario remoto en el espacio VR a los movimientos más amplios del robot en el espacio físico, permitiendo al usuario navegar fácilmente por grandes espacios físicos. De esta manera, a través de VRoxy, un usuario de VR puede navegar rápidamente en una representación de baja fidelidad del espacio remoto.

Al ponerse un casco de VR, un usuario de VRoxy tiene acceso a dos modos de visualización. Uno es el modo en vivo, que muestra una imagen inmersiva del espacio colaborativo en tiempo real para interacciones con colaboradores locales. El otro es un modo de navegación que muestra rutas renderizadas de la habitación, permitiendo una movilidad más rápida y fluida para que los usuarios remotos “teletransporten” a donde deseen ir mientras se limita el mareo, dijeron los investigadores.

Además, al ser automático, el sistema permite que los compañeros se centren simplemente en la colaboración en lugar de dirigir manualmente el robot, que utiliza la transmisión de una cámara de 360 grados para apoyar interacciones en tiempo real.

El sistema también facilita modalidades de interacción al renderizar la micromovilidad alrededor de los espacios compartidos en el proxy. Estas múltiples modalidades de señales no verbales, como rotación de cabeza, expresiones faciales, gestos de señalamiento y mirada, fueron capturadas por el usuario de VR a través de Quest Pro, y luego representadas mediante un robot de telepresencia en la ubicación remota.

Con VRoxy, un colaborador puede navegar y colaborar dentro de un vasto entorno remoto desde un espacio físico más pequeño, así como cambiar instantáneamente entre espacios de trabajo separados físicamente, según la investigación. Esto demuestra que VRoxy puede adaptarse tanto a proxies robóticos estacionarios como móviles usando un casco de grado de consumo.

En trabajos futuros, Sakashita, autor principal del artículo, planea potenciar VRoxy con brazos robóticos para permitir que los usuarios remotos interactúen con objetos físicos en el espacio en vivo mediante el proxy robótico. Además, prevé que VRoxy realice su propio mapeo de un espacio, similar al robot aspirador Roomba, que utiliza diferentes tipos de sensores para navegar y adaptarse a su entorno. Actualmente, VRoxy depende de marcadores en el techo para navegar una habitación, pero el soporte para mapeo en tiempo real podría permitir su despliegue en un aula, dijo Sakashita.

Hyunju Kim y Ruidong Zhang, ambos estudiantes de doctorado en el campo de la ciencia de la información, junto con François Guimbretière, profesor de ciencia de la información en Cornell Bowers CIS y Woodard, son coautores del artículo de investigación, que cuenta con el apoyo de la Fundación Nakajima y la National Science Foundation.

La Sinergia Desatada: Colaboración entre VR y Robótica

El concepto de realidad virtual existe desde hace mucho tiempo, desde la década de 1960. Sin embargo, su uso en el campo de la robótica ha sido bastante limitado. Esto a pesar de que existe una gran sinergia entre la VR y la robótica.

La VR puede usarse en robótica para proporcionar teleoperación inmersiva de robots y para realizar estudios de interacción y colaboración humano-robot, mientras que los robots ayudan a ofrecer experiencias de VR más inmersivas al proporcionar retroalimentación háptica a los usuarios.

La falta de integración de la VR en el campo de la robótica se ha debido en gran medida a la ausencia de disponibilidad y asequibilidad de dispositivos de VR comerciales, los cuales han experimentado un considerable avance en la última década. Y con ello, ha aumentado la combinación del poder de la VR y la robótica para la interacción y colaboración humano-robot.

Con un interés creciente en mayor automatización con sistemas reconfigurables que pueden ajustarse según las necesidades cambiantes, estamos viendo un uso creciente de la realidad virtual en robótica para hacer que la comunicación entre humanos y máquinas sea más exitosa.

Estas dos tecnologías se utilizan actualmente en múltiples aplicaciones para mejorar el rendimiento de los robots mientras permiten que un humano tenga el control. Por ejemplo, en la robótica médica, el entrenamiento en VR brinda a médicos y cirujanos la oportunidad de entrenar en una situación casi real sin tener que tratar con pacientes reales. La VR también puede usarse para entrenar a soldados a manejar drones y robots de grado militar sin el riesgo de que equipos costosos e irremplazables resulten dañados. La investigación en VR y robótica también se utiliza para optimizar la exploración espacial en entornos complejos.

Al aprovechar la VR y la robótica, VRoxy también puede generar avances significativos en la colaboración remota y entornos profesionales. Al permitir que usuarios presentes en diferentes ubicaciones físicas colaboren sin problemas en espacios compartidos, este software puede resultar muy valioso para equipos remotos que trabajan en proyectos que requieren una estrecha coordinación y comunicación.

La VR y la robótica son tecnologías útiles para el entrenamiento por sí solas, pero combinarlas permite que la educación en todo tipo de campos sea más intuitiva e inmersiva. Incluso ayudan a entrenar robots más inteligentes.

Además de usarse con fines de entrenamiento y proporcionar asistencia y soporte remoto, VRoxy también puede encontrar su caso de uso en situaciones donde el espacio físico está limitado, así como en la educación remota, al ofrecer a los estudiantes experiencias inmersivas en entornos físicos. También puede facilitar visitas virtuales a sitios, permitiendo a las partes interesadas explorar espacios físicos de forma remota y tomar decisiones informadas.

Empresas que Aprovechan el Poder de la VR y la Robótica 

Dada el potencial de la combinación de VR y robótica, varias empresas están investigando y trabajando en aprovechar estas tecnologías, así que echemos un vistazo a algunas de las más destacadas:

1. Cambrian Intelligence

Se centra en el desarrollo y aplicación de algoritmos de inteligencia de máquinas. Cambrian Intelligence está construyendo interfaces de teleoperación para controlar intuitivamente robots a distancia con movimientos de mano y brazo usando tecnologías de juego como realidad virtual, seguimiento y hápticos.

Al 21 de septiembre de 2023, Cambrian Intelligence ha recaudado acumulativamente un total de $3,793,919 en varias rondas de financiación, incluyendo una ronda de serie desconocida significativa, una inversión pre-semilla, una subvención de la EASME – Agencia Ejecutiva de la UE para PYMES, y una cantidad no revelada de ff Venture Capital.

2. Intel 

Uno de los mayores fabricantes de chips semiconductores del mundo, Intel es un actor clave en el desarrollo de tecnologías relacionadas con la robótica y la VR, proporcionando tecnologías para ambos campos. A principios de este año, Intel presentó MiDaS 3.1 para visión por computadora como una solución al desafío de estimación de profundidad en la creación de una amplia gama de aplicaciones en robótica, AR y VR.

INTC Gráfico de precios

Actualmente, las acciones de Intel (INTC) cotizan a $38.73, con un aumento del 46.69% este año, y la compañía paga un rendimiento de dividendos del 1.29%. Para el 3T23, reportó ingresos de $14.2 mil millones, una caída del 8% interanual (YoY) y ganancias por acción (EPS) de $0.07. 

“Entregamos un tercer trimestre destacado, subrayado por avances en todos nuestros procesos y hojas de ruta de productos, acuerdos con nuevos clientes de fundición y el impulso mientras llevamos la IA a todas partes,” dijo el CEO de Intel, Pat Gelsinger. 

3. Vicarious Surgical

Esta empresa está dirigida por un equipo de tecnólogos y médicos para aplicar las últimas innovaciones en robótica y realidad virtual a los procedimientos quirúrgicos. Para ofrecer a los pacientes mejores resultados y menos riesgo o invasividad al someterse a procedimientos abdominales, Vicarious Surgical utiliza un carrito para pacientes con dos brazos robóticos con visibilidad habilitada por cámara y movilidad excepcional, junto con la consola del cirujano para controlar el robot, manejable a través de una pantalla 3D, un casco de VR y el software propietario. 

RBOT Gráfico de precios

Para el segundo trimestre de 2023, Vicarious Surgical reportó $82.8 millones en efectivo, equivalentes de efectivo e inversiones a corto plazo. Durante este período, la compañía obtuvo claridad sobre la vía clínica y regulatoria con la expectativa de completar el primer procedimiento de hernia ventral en un paciente a mediados de 2024. También firmó un cuarto acuerdo importante con un sistema hospitalario de EE. UU., llevando su total de socios hospitalarios a más de 250. Mientras tanto, las acciones de Vicarious Surgical (RBOT) cotizan actualmente a $0.4263, con un P/E (TTM) de -0.68 y EPS (TTM) de -0.63.

Reflexiones Finales

A pesar de ser una tecnología relativamente incipiente, la adopción de la realidad virtual se ha extendido ampliamente entre empresas, organizaciones e incluso gobiernos a medida que su potencial se vuelve más claro con cada nuevo desarrollo. La VR no solo está ganando mucho impulso en juegos, deportes, salud, educación, bienes raíces, manufactura, marketing, automotriz y defensa, sino que también está transformando la industria de la robótica de manera significativa.

Combinar VR y robótica tiene el potencial de salvar vidas y ampliar los límites de la exploración. Aunque aún está en fase de desarrollo, con factores como financiación, desafíos tecnológicos y consideraciones regulatorias que afectan este crecimiento, constantemente vemos a científicos e ingenieros lograr avances en estas tecnologías.

Dado el avance de la VR y la robótica, podemos esperar ver la aplicación de sistemas como VRoxy en industrias específicas dentro de los próximos 5-10 años, mientras que una adopción más amplia tomará más tiempo a medida que la tecnología madure y sea más accesible.

Haga clic aquí para la lista de las 10 principales acciones de Realidad Aumentada (AR) y Realidad Virtual (VR).