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En noviembre de 2018, el profesor del MIT Sangbae Kim llevó su mini robot guepardo al segmento Tonight Show-botics de «The Tonight Show». Para albergar el deleite de Jimmy Fallon, el mini guepardo hizo yoga, se levantó después de una caída y realizó una voltereta hacia atrás perfecta. Detrás de escena, Benjamin Katz ’16, SM ’18 controlaba de forma remota las ágiles maniobras del guepardo.
Para Katz, esperar detrás del escenario mientras el robot actuaba frente a una audiencia nacional fue la culminación de casi cinco años de arduo trabajo.
Como estudiante de pregrado en el MIT, Katz estudió ingeniería mecánica, optando por el programa de estudio flexible Course 2A con concentración en controles, instrumentación y robótica. Hacia el final de su primer año, le envió un correo electrónico a Kim para ver si había oportunidades laborales en el laboratorio de robótica biomimética de Kim. Luego pasó el verano en el laboratorio de Kim como parte del Programa de Oportunidades de Investigación de Pregrado (UROP) del MIT. Para su investigación de UROP y su tesis de pregrado, comenzó a examinar cómo usar piezas diseñadas para el mercado de pasatiempos de la electrónica en robótica. “Puede encontrar motores de alto rendimiento diseñados para cosas como aviones y drones controlados a distancia. Básicamente, pensé que también podrías usar esas partes para robots, lo que nadie estaba haciendo ”, recuerda Katz.
Kim quedó inmediatamente impresionada con las habilidades de Katz como ingeniera y diseñadora.
“Ben es un ingeniero extremadamente versátil que puede cubrir el diseño estructural y mecánico, la dinámica de motores eléctricos, la electrónica de potencia y el control convencional, una gama de conocimientos que normalmente requieren de cuatro a cinco ingenieros para cubrirlos”, explica Kim.
Después de decidir seguir una maestría en ingeniería mecánica en el MIT, Katz continuó trabajando en el laboratorio de Kim y desarrolló soluciones para actuadores en robótica. Mientras trabajaban en la tercera iteración del robot de Kim, conocido como Cheetah 3, Katz y sus colegas de laboratorio se centraron en desarrollar una versión más pequeña del robot.
«Hay muchas cosas buenas en tener un robot más pequeño: si algo se rompe, puedes arreglarlo fácilmente, es más barato y es lo suficientemente seguro como para que una persona tenga una pelea por su cuenta», explica Katz. “Si bien un robot pequeño no siempre es el más práctico para aplicaciones del mundo real, sus controladores, software e investigación se pueden transferir fácilmente a un robot grande capaz de transportar cargas útiles más grandes. »
Basándose en su investigación de pregrado, Katz y el equipo de investigación utilizaron 12 motores diseñados originalmente para drones para construir actuadores en cada articulación del pequeño robot cuadrúpedo que sería apodado el «mini guepardo».
Armado con este pequeño robot, Katz se propuso hacer que el mini guepardo fuera más ágil y resistente. Junto a Jared Di Carlo ’19, Mng ’20, entonces estudiante en EECS, Katz se centró en los controles relacionados con la locomoción en el mini guepardo. En la clase 6.832 (Robótica poco activa), impartida por el profesor Russ Tedrake, la pareja trabajó en un proyecto que permitiría al mini guepardo dar una voltereta hacia atrás de forma segura desde una posición en cuclillas.
«Básicamente, era un problema de optimización gigante fuera de línea para el mini guepardo hacer una voltereta hacia atrás», explica Katz.
Usando la optimización no lineal fuera de línea para generar la trayectoria de la voltereta hacia atrás, él y Di Carlo pudieron programar el mini guepardo para que se agachara y girara 360 grados alrededor de un eje.
Mientras trabajaba en el Cheetah, Katz perseguía constantemente otros proyectos de ingeniería como pasatiempo. Esto incluyó un robot rotatorio muy diferente como proyecto favorito. Junto con Di Carlo, Katz utilizó el espacio de creación de la comunidad del MIT conocido como MITERS para desarrollar un robot capaz de resolver un cubo de Rubik en un récord de 0,38 segundos.
“Este proyecto fue puramente divertido durante el período de actividad independiente del MIT”, recuerda Katz. “Usamos actuadores personalizados en cada lado del cubo de Rubik junto con cámaras web para identificar los colores y mover los bloques en consecuencia. »
Ha hecho una crónica de sus otros proyectos favoritos en su blog «build-its», que ha desarrollado una gran cantidad de seguidores. Los proyectos incluyeron auriculares magnéticos planos, un péndulo Furuta de escritorio y un ukelele eléctrico de viaje.
“Ben estaba constantemente construyendo y analizando algo con nuestros proyectos de laboratorio y de aula durante su tiempo en el MIT”, dice Kim. «Su incansable deseo de aprender, construir y analizar es bastante notable».
Después de graduarse con su maestría en 2018, Katz trabajó como asociada técnica en el laboratorio de Kim antes de aceptar un puesto en Boston Dynamics en 2019.
Como diseñador en Boston Dynamics, Katz pasó de robots guepardos a robots humanoides en ATLAS, una plataforma de investigación catalogada como el «robot humanoide más dinámico del mundo». Al igual que el mini guepardo, ATLAS puede realizar maniobras increíblemente dinámicas, que incluyen volteretas hacia atrás e incluso parkour.
Mientras que el mini guepardo en posturas de yoga y ATLAS haciendo parkour parecen un entretenimiento digno de «The Tonight Show», Katz rápidamente les recuerda a los demás que estos robots satisfacen una necesidad real. Los robots podrían algún día maniobrar en áreas demasiado peligrosas para los humanos, incluidos edificios en llamas y áreas de desastre. Podrían abrir nuevas posibilidades para el socorro en casos de desastre que salvan vidas y los socorristas de emergencia.
“Lo que hicimos en el laboratorio de Sangbae ayudará a que estas máquinas sean ubicuas y realmente útiles en el mundo real como productos viables”, agrega Katz.
