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27 septiembre 2010

Acrobacias aéreas de robot volador a cámara lenta

El laboratorio de robótica GRASP de la Universidad de Pennsylvania se dedica a la construcción de robots voladores del tipo llamado de quadrotor.



Básicamente, son como un helicóptero pero utilizan cuatro rotores paralelos, y todo el control de estabilidad y de maniobras se realiza solamente aumentando y bajando ligeramente las velocidades relativas de cada uno de los cuatro motores.

Lo alucinante de lo que están consiguiendo en este laboratorio es que el robot realiza de forma totalmente autónoma (es decir, procesando las imágenes capturadas con su cámara en un procesador a bordo) maniobras de una agilidad y velocidades sorprendentes.

Como ejemplo, ver este vídeo, especialmente a partir del segundo 55:








Y para los que sepan qué es el SLAM (¡espero que pocos por su salud mental!), seguro que disfrutan con este otro vídeo del mismo laboratorio, en el que se construye un mapa de occupancy grid en varios niveles de alturas, permitiendo al robot localizarse en entornos mixtos indoor-outdoor:







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24 septiembre 2010

El doble vórtice del polo Sur de Venus ha desaparecido

Nuevas imágenes captadas por la Venus Express de la Agencia Espacial Europea (ESA) revelan que el doble huracán del polo Sur del planeta Venus ha desaparecido, tras tres años observándolo.

Allá por 1979, el antiguo Pioneer Venus de la NASA fotografió por primera vez detalladamente el polo Norte de Venus, y las imágenes revelaron un sorprendente doble huracán gigante, al que se apodó el dipolo de Venus:


Fotografía del doble vórtice del polo Norte de Venus (ESA - AOES Medialab)

La explicación que se dio a este extraño huracán fue que el aire caliente del ecuador se elevaba, llegaba hasta el polo donde se enfriaba y caía formando el vórtice rotante.

Durante décadas, los astrónomos predijeron que debería haber un dipolo similar en el polo Sur, basándose en el hecho de la gran energía disponible en la atmósfera de Venus, ya que la atmósfera al completo rota una vez cada 4 días terrestres, mientras que el suelo rocoso lo hace a una velocidad incomparablemente más lenta, una cada 117 días terrestres. Esto indica la gran velocidad a la que la atmósfera fluye en Venus, pudiendo alimentar de forma constante y sostenida grandes huracanes sin problemas.

En 2006, cuando el Venus Express de la ESA llegó al polo Sur de Venus, se observaron imágenes de lo que parecía ser un doble vórtice también en este polo, aunque no tan claro... Sin embargo, a lo largo de estos años han ido observándolo y efectivamente el vórtice va deformándose y cambiando de forma de una manera caótica.

Vistas del vórtice del polo Sur de Venus (Capturadas con VIRTIS)

Curiosamente, justo al llegar la nave se encontró la forma del huracán más parecida a un dipolo, pero, ¡fue solamente una casualidad!. Usando datos del espectrómetro VIRTIS, se ha descubierto que la dinámica del polo Sur son completamente diferentes a las del resto del planeta: mientras que en el ecuador los vientos cerca de la superficie rotan a casi el doble de velocidad que en las nubes altas, el vórtice del polo Sur, de casi 2900Km de diámetro, rota prácticamente como un sólido rígido.

Eje vertical: temperatura. Plano horizontal: la superficie del polo Sur. Izquierda: Ahora, Derecha: Como era justo cuando llegó la nave en 2006 (se aprecia el parecido a un doble vórtice, que ahora se ha perdido).


Moraleja: ¡Hay que ser precavidos antes de generalizar un fenómeno! (sobre todo de algo tan complejo como dinámica atmosférica).


Fuentes: 1 2



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21 septiembre 2010

Desde Italia a China: vehículo autónomo recorre 13.000Km sin conductor

El policía ruso gesticulaba a la furgoneta naranja que zig-zageaba por la plaza vacía, ordenándole parar. Como la furgoneta no se paraba, el policía se acercó más para hablarle al conductor.

Pero no había conductor. La furgoneta es un vehículo autónomo desarrollada en la Universidad de Parma, por el laboratorio de Visión Artificial y Sistemas Inteligentes, el VisLab. Repleto de ordenadores, cámaras y sensores, el vehículo es capaz de detectar otros coches, los carriles y obstáculos... además de conducirse a sí mismo.




Cansados de hacer pruebas en el laboratorio, los investigadores del VisLab decidieron hacer una prueba más realista: un viaje de 13.000Km de tres meses, desde Parma hasta Shangai. El grupo ya lleva la mitad del camino, que empezó en Julio y acabará a final de Octubre, en la Expo Mundial 2010 de China (ver vídeo en directo y grupo de Facebook donde narran su aventura).

La idea de vehículos autónomos que se conduzcan solos fue popularizada por la serie de Grand Challenges del DARPA Americano. Tras participar dos veces en esas competiciones, VisLab ha decidido buscar nuevas formas de poner su vehículo a prueba.

"Cuando haces cosas en el laboratorio, todo funciona. Pero cuando sales al mundo real, con tráfico real, tiempo real, es otra historia", dice Alberto Broggi, el director de VisLab y profesor de Ingeniería en la Universidad de Parma.

Así es como surgió la idea de su gran viaje a Shangai, financiado en parte por proyectos europeos. El objetivo es probar, y perfeccionar, sus sistemas de navegación y visión que los investigadores esperan algún día lleven vehículos comerciales.




A diferencia de los vehículos del DARPA, la furgoneta de VisLab no conduce 100% automáticamente desde principio a fin. Eso requeriría al menos un mapa aproximado de la ruta completa, y hay partes de Mongolia y Kazajistan de las que no se dispone de mapas. Así que en lugar de programar una trayectoria prefijada, los italianos adoptaron una táctica más simple pero aún muy compleja tecnológicamente. Dos furgonetas viajan en fila. La primera usa mapas y GPS para conducirse sola mientras pueda, pero un conductor humano lleva el control casi todo el tiempo. La segunda furgoneta usa sus cámaras y un sistema de navegación para seguir a la primera. Sigue visualmente a la furgoneta delantera, planifica trayectorias en tiempo real y genera el control del volante, acelerador y freno. Si otro coche se mete en medio de las dos furgonetas, la segunda se guía por las instrucciones GPS dejadas por la primera. Mirad este vídeo:







Mientras que los vehículos del DARPA iban totalmente vacíos, las furgonetas de VisLab llevan a los investigadores, que monitorizan constantemente los sistemas y toman el control del vehículo si es realmente necesario. Las furgonetas solo van realmente vacías durante demos. Ese fue el caso cuando fue parada por un policía en Yekaterinburg, en Rusia central.

Broggi insiste en que no están tratando de demostrar nada, solo de llevar su sistema al límite. Admite que ni siquiera la segunda furgoneta está conduciendo automáticamente el 100% del tiempo. A veces tuvieron que tomar el control por otros conductores agresivos o peatones distraídos, o porque querían acelerar para recuperar tiempo perdido en retrasos. Aún así, estima que condujo autónomamente sobre el 90% del tiempo.


El pequeño vehículo lleva mucho equipamiento. Lleva siete cámaras, cuatro escáners lásers, un GPS y un sistema inercial. Dos cámaras frontales proporcionan una vista panorámica de 180º. Los escáners (tres de un sólo rayo, y uno de 4 planos de escaneado) detectan obstáculos, peatones y otros vehículos, así como baches o problemas en la carretera.

Cada vehículo también lleva tres ordenadores. Uno para procesado de imágenes y datos del frontal del vehículo. Otro para los datos de los laterales. Y el tercero integra todos los datos y planifica el camino a seguir, que a su vez en procesado por los sistemas de control de bajo nivel para el acelerador, freno y volante. Paneles solares en el techo dan la energía necesaria para toda la electrónica.

Una parte fundamental del software es la que procesa la imagen de los 180º frontales. Ese componente toma la imagen panorámica e identifica la furgoneta delantera (N.d.T: Ahora entiendo el color de la furgoneta!), incluso cuando hay curvas pronunciadas o oclusiones. También detecta señales de tráfico, peatones y obstáculos en general. Aunque reconoce las señales italianas, no entiende las chinas ni las rusas.

Un grupo de 20 investigadores y estudiantes viaja en un convoy formado por cuatro furgonetas (dos pares de furgonetas líder-seguidora) y seis camiones de soporte, con material mecánico, almacenamiento y comunicaciones por satélite. Cada pocas semanas unos pocos miembros del equipo regresan a Italia a descansar y otros se turnan para volver.

El experimento producirá una montaña de datos. Por donde quiera que el vehículo vaya, los ordenadores están grabando datos de las cámras, lásers, sistemas inerciales, GPS, actuadores, baterías y otros sistmeas. Cada noche el equipo reemplaza el juego de discos duros con otro nuevo. Estiman que acabarán con unos 50 a 100 Terabytes de datos.

La idea es que al finalizar, los investigadores podrán usar todos esos datos para ver qué ha ido mal y como mejorar el sistema.



Broggi bromea: "¡Está siendo muy peligroso conducir legalmente!". Y si la tecnología es un reto, la burocracia puede ser incluso peor. VisLab, un grupo de alto nivel en investigación en su país le propuso a su Gobierno realizar este viaje hace años; y nunca tuvieron respuesta. Solo empezaron a hacer progresos cuando se unieron a Overland, quienes se han encargado de parte de los permisos y el papeleo.

De hecho, al cruzar la frontera rusa el grupo fue retenido por 22 horas en las aduanas, y les tomaron montones de fotos y requirieron una montaña de documentación. Los rusos también les obligaron a tener acceso a cada paquete de datos enviado vía satélite.


Actualmente, el grupo VisLab está cruzando Siberia, enfrentándose a lluvia, hielo y carreteras heladas. Luego entrarán en situaciones peores, al atravesar las montañas de Kazajistán, con peligrosas pendientes, que durarán varios días.

Sobre el policía ruso que les paró, les pidió documentación... pero ningún carnet de conducir. Al final, no pareció sorprenderse demasiado (N.d.T: Esto me recuerda a la gente preguntándote por la calle como si nada cuando vas por Málaga con un vehículo similar...¡¿A nadie le llama la atención?!).


Este post es una traducción de: 1



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19 septiembre 2010

Surrealista: helicoptero pilotado por personas se estrella grabando a Audi conducido por ordenador

Un equipo de la universidad de Stanford (CA, EEUU), los mismos que ganaron el DARPA Grand Challenge, han desarrollado un prototipo de coche automático para Audi capaz de conducir sin conductor.

Audi TTS: El modelo que conducirá autónomamente


En una prueba de hace un par de días, en la que el vehículo subía por las Montañas Rocosas a la altura de Colorado, un equipo de grabación a bordo de un helicóptero inmortalizaba el hito tecnológico en vídeo... ¡hasta que tuvo un accidente y se estrelló!

Es un poco surrealista la situación: helicóptero pilotado por humanos estrellado, mientras que el coche, controlado solamente por los PCs a bordo, seguía sin inmutarse el difícil camino arriba.

(Update)

Para los que no conocieran al equipo de Stanford, o simplemente no hayan oído nunca nada del DARPA Grand Challenge, os dejo estos vídeos de la final de hace dos años:













Referencias: 1 2



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16 septiembre 2010

Comienzan las obras del reactor de fusión internacional ITER en Francia

Esta semana ha marcado un antes y un después en el proyecto ITER, el gran consorcio internacional que lleva décadas luchando contra problemas burocráticos, políticos y económicos para conseguir su objetivo: traer la energía de las estrellas a nuestro planeta de manera controlada. De manera incontrolada, por desgracia, ya se ha conseguido en forma de la bomba más terrible que existe: las termonucleares.

La fusión nuclear ha sido desde hace medio siglo el santo grial de las fuentes de energía: en teoría, el combustible (dos isótopos del Hidrógeno, el Deuterio y el Tritio) se podría extraer del agua del mar, y la reacción nuclear no produciría residuos radiactivos como las actuales centrales nucleares de fisión, sino inofensivo Helio. Se calcula que la energía anual de todo el planeta se podría satisfacer con un par de cubos grandes de agua de mar.

Pero para hacerse una idea de la dificultad de desencadenar una reacción nuclear de fusión de manera sostenida, basta imaginarse solamente los problemas técnicos de mantener en algún lugar contenido el plasma que sufre la reacción, a ¡100 millones de grados centígrados!. La solución de reactores anteriores, y del ITER, será construir un inmenso Tokamak, un toro hueco recubierto de cerámica donde el plasma gira flotando en el aire gracias a poderosos campos magnéticos:


Si estos últimos años hemos visto la inauguración del LHC, llamada la "máquina más grande construida por el hombre", en las próximas décadas podremos ver un proyecto, en mi opinión, aún más ambicioso, ya que el caso del LHC existían proyectos parecidos anteriormente, pero en lo que respecta al ITER... nunca la fusión nuclear artificial ha funcionado de manera sostenida, hasta ahora.

¿Funcionará algún día? Nadie lo sabe al 100%, pero para descubrirlo habrá que construir la máquina y probarla. Y ya hemos dado el primer paso:




video



Fuentes: 1 2 3



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15 septiembre 2010

Chandra X detecta estrella "canibal" desconocida hasta ahora

El satélite Chandra de la NASA lleva más de una década capturando imágenes del universo en el espectro de rayos X. En este espectro es donde se revelan algunos de los eventos más violentos que ocurren ahí fuera, ya que es el tipo de radiación que emiten partículas cargadas bajo muy fuertes aceleraciones.

Mediante otros telescopios en espectro óptico se habían visto los dos grandes discos (de varios años luz de largo) que se ven en la izquierda de la imagen, pero no ha sido hasta observar bajo espectro de rayos X que se ha descubierto una estrella oculta en las regiones internas y oscuras del disco:


Según los astrónomos, la nueva estrella, llamada BP Piscium, sería una estrella gigante roja, y los discos son las pruebas de una "canabilización" de otra estrella compañera, o algún planeta gigante cercano.

El espectro de rayos X también ha revelado "destellos" en la superficie de la estrella, supuestamente causados por el "engullimiento" de material del disco, lo que a su vez está "alimentando" a la estrella que cada vez gira más rápido.

Para saber más, puedes leer las fuentes en inglés.


Fuentes: 1, 2



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11 septiembre 2010

Los robots del ¿futuro?

Quizás a muchos no os suene el nombre, pero aseguro que dentro de 10/20 años Willow Garage será tan conocida como Google lo es hoy. De hecho, el gigante de Internet es uno de los soportes económicos del titánico proyecto de ingeniería que es esta empresa de I+D puntera en robótica móvil y percepción inteligente. Como muestra de la vitalidad de este grupo, no han dudado en desarrollar sensores totalmente nuevos desde cero, como la cámara estéreo de proyección de textura que se ve en la foto.

Con su robot PR-2 y su sistema software ROS (abierto y basado en Ubuntu), están consiguiendo lo que parecía imposible: unificar a toda la comunidad de investigadores internacional sobre una sola plataforma en concreto.

Y los resultados no se han hecho esperar.

Como ejemplo quizás más impactante, este trabajo que se presentó este año 2010 utiliza el robot para doblar una pila de toallas:





Vale: El vídeo está a 50x. Y el robot cuesta $400.000 ($280.000 si se demuestra compromiso con el software libre). Pero los primeros ordenadores no cabían en una habitación. Además, quién haya trabajado con robots y visión por computador sabrá que lo que se muestra en el vídeo requiere tener resueltos gran cantidad de subproblemas, cada uno un gran desafío por sí mismo.

Ahora sí, es cuestión de tiempo que acabe habiendo un robot en cada casa.

Otros vídeos curiosos de la misma empresa y robot:







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