- ToddlerBot es una plataforma de robot humanoide open source de bajo costo, diseñada para la escalabilidad de experimentos y aprendizaje de políticas en investigación de robótica e IA
- La nueva versión (2.0) incorpora diversas funciones nuevas como cartwheel, gateo, caminata rápida, teleoperación en VR y estimación estéreo de profundidad en tiempo real
- Destaca la reproducibilidad y durabilidad con un diseño de 30 grados de libertad, varios efectores finales (tipo palma y gripper) y reparaciones rápidas basadas en impresión 3D
- Se ha demostrado su compatibilidad con ML en locomoción, manipulación bimanual y de cuerpo completo, y skill chaining, usando aprendizaje por refuerzo y modelos de difusión
- Ofrece manuales y código completamente open source, permitiendo que cualquiera lo construya y realice transferencia de políticas y experimentos colaborativos con múltiples robots
Importancia del proyecto open source Toddlerbot
- Toddlerbot es un proyecto de robot humanoide open source que permite a cualquiera usar el código fuente para ensamblarlo y modificarlo directamente
- Frente a los robots humanoides comerciales, se caracteriza por su menor costo de fabricación y por tener una estructura y cantidad de piezas más reducidas, lo que baja la barrera de entrada
- Puede utilizarse con diversos fines, como diseño de hardware robótico, control por software y aprendizaje de algoritmos
- Gracias a una comunidad activa y buena documentación, resulta útil tanto para principiantes como para expertos
- Es una plataforma robótica adecuada para investigación y desarrollo, educación y prototipado
Funciones principales y ventajas
- Puede fabricarse fácilmente con una impresora 3D, diagramas de circuito open source y software público
- Su diseño modular permite diseñar y reemplazar libremente la cabeza, los brazos, el cuerpo y otros componentes
- Se integra con varios lenguajes de programación como Python, lo que permite probar diversas estrategias de control
- Admite expansión opcional con sensores, motores, cámaras y otros componentes
Funciones principales de ToddlerBot 2.0
- Cartwheel: demuestra alta agilidad y capacidad de equilibrio, con casi ningún daño incluso cuando falla
- Gateo: movimiento de gateo en cuatro apoyos usando brazos y piernas como un bebé
- Caminata rápida: velocidad de caminata omnidireccional de 0.25 m/s y giro en el lugar de hasta 1 rad/s
- Teleoperación en VR: control en tiempo real basado en Meta Quest 2
- Estimación estéreo de profundidad: incorpora Jetson Orin NX 16GB con procesamiento en tiempo real a 10Hz
Características de diseño
- 30 grados de libertad (DoF): 7 en los brazos, 6 en las piernas, 2 en el cuello y 2 en la cintura
- Sensores y electrónica: 2 cámaras ojo de pez, altavoz, 2 micrófonos, IMU y Jetson Orin NX
- Efectores finales: dos opciones, tipo palma flexible y gripper paralelo
Pruebas de rendimiento
- Prueba de longitud de brazo: puede sujetar objetos 14 veces más grandes que el volumen del torso
- Prueba de carga: levanta 1.48 kg, equivalente al 40% de su peso total, manteniendo el equilibrio
- Prueba de resistencia: con una política de caminata basada en aprendizaje por refuerzo, opera durante 19 minutos; no se daña incluso tras 7 caídas, y la reparación toma menos de 35 minutos (impresión 3D + ensamblaje)
Acciones basadas en IA
- Conversación y push-ups: integración con OpenAI Realtime API + GPT-4o
- Pull-up en barra fija: reconocimiento de posición basado en AprilTag y transferencia de una política de simulación al robot real
- Caminata y manipulación: realiza manipulación bimanual y de cuerpo completo con aprendizaje por refuerzo y políticas de difusión basadas en RGB
- Skill chaining: agarrar una manija (política de difusión) → empujar un carrito (política de aprendizaje por refuerzo)
Reproducibilidad y escalabilidad
- Transferencia de políticas: una política de manipulación entrenada en un ToddlerBot puede transferirse a otra unidad sin pérdida
- Colaboración multirrobot: dos robots cooperan en tareas largas, como ordenar una habitación
- Facilidad de ensamblaje: cualquiera puede construirlo con manuales y videos open source
Apoyo a la investigación
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