Hoy hablaremos de robótica, FPGA´s libres, Arduino y Movimiento maker en toda regla con un invitado que conocí personalmente en la OSHWDem, Julián Caro Linares un maker que está empeñado en trabajar con robótica de alto nivel.
Aquí hablaremos de su perspectiva acerca de la robótica y su evolución (a mejor), de la inteligencia artificial y cómo le fue en el congreso IROS 2018 (International Conference on Intelligent Robot) que fue como ponente a exponer uno de sus trabajos de investigación.
Ponte cómodo, coge los cascos y pon el volumen alto, que hoy tenemos robótica de alto nivel en el podcast, esto va a comenzar.
Indice de contenidos
¿Quién es Julián Caro Linares?
Julián Caro Linares es un tío muy comprometido con el movimiento maker. Estudió ingeniería electrónica y automática con especialización en robótica, trabaja en sistemas de biorobótica, le apasiona la integración de la tecnología en la sociedad y el movimiento maker.
Te puede sonar por la palabra «semáforo», ya que en Twitter se le conoce por estar integrado en el movimiento #NoMásSemáforos. Cuenta la leyenda que por las noches deambula hackeando semáforos para que se apaguen en un momento todos de una vez. Además de todo esto encripta sus mensajes de Telegram y Whatsapp con una máquina de la segunda guerra mundial llamada Enigma y su mejor amigo es Doodle un robot con 6 patas.
Julián se inició en la programación a pesar de que sus padres son profesores de lengua y literatura. Su primer contacto con la informática fue un ordenador con MS2 que sus padres compraron para casa porque lo necesitaban para su trabajo. Empezó jugando a aventuras gráficas o jugando a «taller de inventos» un programa que le dio las ganas de ser inventor.
En un principio solo era tema de juegos y crear sus propias historias, pero no programó hasta el instituto y la universidad, él no era el típico maker que destruía cosas, sino que él construía y construía (muchos artilugios).
Estuvo a punto de estudiar filología hispánica (en vez de ingeniería) pero ya le gustaba la robótica y tras unas charlas en su universidad, vio a unos chicos participando en la RoboCup y les preguntó qué había que hacer para poder construir robots, y finalmente se decidió por hacer electrónica (ya que consideraba que informática podía aprender de forma autodidacta).
Su ídolo es Leonardo Da Vinci, y descubrió que la ingeniería y la robótica no estaban tan ligadas como se creía cuando conoció al creador de InMoov, el robot humanoide, el cual había estudiado nada más y nada menos que bellas artes. Además, solo hay que ver a gente como Sonia Verdú que aporta muchísimo al Movimiento Maker y que no son técnicos.
En el tema de la robótica así como en la impresión 3D, tiene que haber sinergias entre los técnicos y los especialistas. Gente ajena a las ingenierías son la fuente de inspiración de muchos proyectos. Julián considera que a parte, cualquier buen ingeniero tiene que tener algo de Maker.
El movimiento maker y las FPGAs
A Julián le encanta la robótica por que le permite tocar muchos palos (física, electrónica, mecánica, programación, medicina…) y eso hace que no se encasille en algo concreto. La programación es parte del desarrollo de la robótica para conseguir un objetivo concreto.
Pero todo tiene sentido cuando se aporta un beneficio a la sociedad.
El mayor exponente de la apertura de este concepto siempre ha sido Arduino, ya que permite a cualquier persona hacer prácticamente de todo. Permite aunar campos que antes no estaban ligados entre sí. Para Julián Arduino y el movimiento Maker ha sido algo esencial para liberalizar la tecnología y hacerla más accesible a la gente. Un ejemplo es la impresión 3D.
Julián también está muy metido con las FPGAs, la cual tiene una comunidad muy activa llamada FPGA Wars, gracias en parte a Obijuan. Han pasado de ser algo muy cerrado, a que se esté implantando en colegios de secundaria y primaria, de ser solo para especialistas a que todo el mundo pueda llegar a entenderlas.
Las FPGAs surgieron hace 20 o 30 años en la industria, pero no se han liberalizado hasta ahora. La industria siempre ha sido muy conservadora y el movimiento Maker está demostrando que su uso no solo se limita al prototipado de electrónica, sino que su campo es mucho más abierto.
La máquina enigma y un TFM basado en FPGAs Libres
Julián en la OSHWDem me comentó que había creado una máquina Enigma de la segunda guerra mundial que utilizaban los nazis para encriptar.
A Julián siempre le ha atraído mucho este tipo de tecnologías y se dijo «esto se tiene que poder hacer con una FPGA». Se puso manos a la obra un verano entero y con alegrías y frustraciones intentó emular la máquina enigma con una FPGA libre. Tras ese intenso verano consiguió emular la máquina Enigma.
Por el puerto serie introducía una letra que pasaba por tres rotores electrónicos que la encriptaban. Además consiguió programar en el sentido contrario para desencriptar (emulando la famosa máquina de Turing).
Actualmente con IceStudio Julián cree que todo el mundo se puede aprender con FPGA´s aunque hace unos años no se podía. La lógica digital es más sencilla de lo que pensamos, al final lo que necesitas es una buena herramienta y un buen profesor que te lo explique bien (por lo menos en la base).
Julián también está desarrollando para su TFM (Trabajo Fin de Master) de Robótica en la Politécnica de Madrid un robot con FPGAs.
El proyecto TFM con FPGAs y biorobótica
Julián estaba buscando un trabajo de Fin de Máster y no sabe cómo pero le llegó una charla Ted del profesor A.J. Ijspeert del departamento de biorobots de la universidad de Lausanne (Suiza). Había creado un robot salamandra que emulaba el sistema nervioso de un anfibio y a Julián le apasionó y lo mejor, descubrió que un sistema nervioso se parece mucho a los circuitos electrónicos que hay dentro de una FPGA.
Actualmente la mayoría de robots tienen microprocesadores de toda la vida, unas máquinas secuenciales que ejecutan ordenes una detrás de otra. Esto tiene sus desventajas ya que cuando tienen por ejemplo muchas patas, se producen retardos en los movimientos. Esto se puede traducir a otras áreas como la visión artificial.
Esto se resuelve utilizando un microcontrolador en cada pata o cada extremidad del robot pero Julián quiere ir más allá: «¿y si utilizamos un microprocesador como cerebro y como sistema nervioso una FPGA?».
Las FPGAs tienen una gran ventaja frente a los microcontroladores y microprocesadores, ejecutan las tareas en paralelo ya que puedes crear circuitos independientes dentro de ellas.
En esto se basa su TFM. Su primera creación ha sido Doodle.
Todo esto lo está haciendo a través de una Raspberry Pi y una FPGA. El cerebro (la Raspberry) da la orden y la FPGA modula una serie de ondas para que se acuerde de lo que había hecho previamente (tras un aprendizaje previo), y sepa que es lo que funciona bien para que todo funcione correctamente. Los osciladores CPGs son la base de la biología y es lo que Julián comenta que quiere aplicar a la robótica.
También le he preguntado que cuándo veremos los robots de Boston Dynamics o cuándo veremos más robots trabajos sociales, domésticos, inspecciones de salvamento o AGVs de andar por casa. Según él, la percepción de la robótica en oriente y occidente es muy diferente: oriente se focaliza en ayudar al ser humano, y desde occidente se ve como ciencia ficción, como una amenaza (nos quita el trabajo, nos va a dominar…).
Julián sabe de lo que habla ya que estuvo en el IROS 2018 (International Conference on Intelligent Robot) de especialistas en robótica, y el 98% de los proyectos eran para ayudar a las personas, por lo que la tendencia es parecerse a oriente, no obstante, los medios tienen que cambiar su percepción.
Para Julián los robots ahora son lavadoras con patas, misma electrónica, mismos motores, mismo todo. Al final la arquitectura Von Neuman siempre nos propone los mismos obstáculos, no nos deja ir más allá.
Según él, ahora estamos en la era dorada de la inteligencia artificial, pero seguimos utilizando los mismos algoritmos matemáticas que se crearon hace 20 años. El problema de esto es que sigue siendo un truco matemático, una red neuronal al final es esto también y todo lo que vemos hoy en día son todo sistemas expertos.
Microrobótica, nanorobótica y soft-robots
También hemos hablado de microrobótica, nanorobótica y los soft-robots. Esto consiste en crear robots muy pequeños que sirven a los enfermos (después de su ingesta como una pastilla) a que vayan célula a célula recorriendo todo el cuerpo.
Esto permite determinar qué células tienen cáncer y cuales no para atacarlas. Otras aplicaciones más industriales es la de desatascar tuberías e incluso solucionar fugas de petróleo como la ocurrida en Galicia con el Prestige.
El principal problema según comenta Julián es miniaturizar cosas, ya que ves que todo no cabe, “la física es así de cruel”, y generalmente el problema es la alimentación y que no caben las baterías.
Todo esto se intenta solventar ahora por sistemas magnéticos para que se muevan, sobre todo en el sector de la medicina. Julián nos habla que ahora hay un genio que está creando PCB´s con espirales que permite moverse con energía externa, y todo en su casa y en su tiempo libre, una pasada.
Sección de preguntas Maker
Ahora pasamos con las preguntas Maker donde unos cuantos amigos y compañeros de Julián han enviado sus preguntas. Eso sí, algunas de ellas con el cachondeo de siempre :)
Pregunta de Nuria:
¿Crees que en unos años estaremos hablando de robótica en centros escolares? ¿Si tuvieras que hacer un regalo a un niño o una niña que sería, la colección de Harry Potter, ¿un Lego, un kit de Arduino? ¿Cuándo vas a leer ese Trabajo Fin de Master? ¿Cuándo te vas a ir de casa de tus padres?, que ya tienes 30 años amigo.
Ya estamos viendo robots desde hace tiempo en las aulas gracias a la robótica STEM, con el proyecto Mindstorms que popularizó Lego.
Según Julián, «no hace falta aplicar robótica a todo«, aunque esté de moda. Le pregunté si los profesores están realmente preparados para dar clases de robótica, y me comentó que en su momento, cuando se introdujo esta materia en las aulas, no estaban preparados.
Pero en la actualidad gracias a que los profesores se nutren mucho del movimiento Maker y son muy proactivos, el nivel ha subido mucho. Sin embargo, estamos lejos de alcanzar niveles como en otros países ya que los profesores se forman fuera de su horario laboral y es un tema complejo, es un sobreesfuerzo para ellos.
Elegir un regalo para un niño o niña depende de los gustos según Julian. Pero probablemente se decantaría por regalar un cubo de Lego o un buen libro
Cuando haces un regalo a un niño no solo debes hacer que le guste, sino que le aporte algo nuevo para que disfrute y conozca cosas nuevas de la vida. Yo me di cuenta de esto con mi hija de 6 años. Papa Noel le trajo un set de construcción con engranajes, pero ella no se divertía porque no le veía utilidad, pero tras ver la película La invención de Hugo, entendió la utilidad de los engranajes en los relojes.
Con respecto a lo último me comentaba que el alquiler en Madrid ha subido un 22% este año, así que si alguien quiere dar asilo a Julián (si quieres tú también Nuria) estará encantado.
Pregunta de David Estevez:
Ya que trabajas en robótica ¿Cuándo va a haber un robot para que me pueda jubilar?
David es un doctorando especializado en robótica y por lo tanto será complicado crear un robot para que se jubile. Según Julián, «siempre los pringados que seguiremos trabajando cuando los robots puedan hacer otros trabajos serán los que creamos los robots«.
David Estévez ha hecho publicaciones de robots que son capaces de planchar, es un máquina. Gracias David por tu respuesta.
Además, Julián añadía ante todos esos temerosos de este tipo de robots «los robots creados por tíos como yo, ¿creéis que van a matar a alguien?» Estamos muy alejados de eso, de la consciencia en la robótica.
Además, siempre hay otro tipo de avances en la robótica que no tienen que ver con ese tema, como un motor que se está haciendo para mover una medusa. Las aplicaciones de esto son estupendas para el campo, como la de desviar los bancos de las mismas fuera de las playas.
Enrique de Rincón Ingenieril:
¿Cuál crees que es el futuro de las FPGA´s en la robótica bioinspirada? ¿Ves alguna aplicación a corto plazo de la robótica en las casas, en el día a día de la gente? Julián vete ya de casa de tus padres.
Las FPGAs están viviendo una segunda juventud. Empresas como Microsoft las están implantando en sus servidores además en la inteligencia artificial también se están incluyendo tarjetas gráficas y FPGA´s. Esto hará que funcionen mejor las arquitecturas híbridas y que tengan sentido (microprocesador + FPGA). Con esto puedes crear circuitos personalizados que antes no estaban pensados, una actualización de hardware a nivel de software.
Un bucle for en Verilog no es lo mismo que un for en Python. Las FPGAs en la robótica son mucho más rápidas que un microprocesador, y funcionan en paralelo, perfecto para hacer moverse unas 20 patas.
Julián tiene además un ejemplo con servomotores y la secuencia de Fibonacci y como con un microcontrolador todo se va retrasando. La paralelización en micros es un apaño. Otro tema son los movimientos reflejos, Julián conoce un ojo que se cierra cuando le tocamos simulando ese sistema automático del cuerpo, lo interesante es que, si lo creamos por hardware, da igual lo que diga el software, el hardware lo va a hacer sí o sí.
Esa paralelización es real por que la FPGA es un sitio donde puedes crear puertas lógicas y conectarlas entre sí, además de añadir biestables. Son como circuitos independientes y que funcionan a la vez, en paralelo.
Con respecto a la robótica en los hogares, tendremos que plantear primero ¿qué es un robot? algo que no está claro todavía. Por ejemplo, la Thermomix no es un robot, es una batidora que se calienta, la Roomba tampoco se considerará un robot en un futuro, para muchos seguirá siendo una aspiradora. La definición de robot para Julián siempre va a estar entre el límite en la aplicación práctica y en el descubrimiento de cosas nuevas.
Esperemos que en un futuro los robots ayuden a las personas mayores en casa cuando tienen algún problema o ayudarlas a ser más independientes. Es algo que es necesario. La robótica quitará puestos de trabajo pero también los creará
Pregunta de Javier Isabel:
¿Piensas que en la vida de un maker en algún momento se deja de quemar placas o simplemente disminuye la frecuencia con la edad? ¿Alguna vez has comprado alguna placa de forma impulsiva que nunca has llegado ni a encender? A ver si terminamos el p*** TFM y adoptamos un gato.
No, nunca se dejan de quemar placas, quien crea que se puede prototipar sin cargarse nada, no vive en el mundo real.
Los errores son parte de un proceso de iteración rápida, es mejor hacer varias cosas imperfectas que teorizar una sola perfecta, se ahorra tiempo. Siempre hay errores y siempre los tendremos. Sólo espero que disminuyan con el tiempo :)
Con respecto al TFM ya lo hemos hablado, después lo del gato vale, pero que sea robótico. Con respecto a la emancipación Julián se propone como maker viajero como las ‘placas viajeras’.
Una pregunta que le hice es que si se había planteado salir fuera de España a trabajar, ya que seguro que en E.E.U.U. hay cosas más avanzadas de robótica. A la robótica en España falta mucho I+D para que el talento no se vaya.
Julián comentaba que había podido trabajar este año en una empresa con el tema, pero esto es muy raro en España, fuera de eso no hay tanto como en Inglaterra o Japón. Ir a trabajar a Tokio o Japón sería estupendo. Aquí tiene a su familia, pero no tiene miedo a coger la maleta e irse fuera, es de la generación Erasmus.
Lo bonito de salir fuera o la experiencia Erasmus es que ves cómo piensan otras personas y pueden coger lo mejor de otros países. Eso enriquece a la comunidad y a los países de origen de los estudiantes.
Pregunta de Obijuan:
Hace poco fue en Madrid el Iros 2018, uno de los congresos más importantes de robótica a nivel mundial y uno de los artículos que enviaste lo aceptaron ¿Cómo fue la experiencia y cómo fue exponerlo delante de estos sabios en robótica? ¿En twitter nueva versión de Doodle robot hexápodo que lo estás haciendo con una FPGA a tiempo real, ¿Cómo se te ocurrió hacer esto? Te animo a seguir haciéndolo porque me parece muy interesantes.
Julián comentaba que el IROS fue muchas semanas de trabajo para publicar un paper, artículo científico, y en robótica el IROS es súper importante, no le dejan ir a cualquiera. Ver a gente importante en carne y hueso haciendo las mismas cosas que tú, ver que son humanos y que necesitan cafés como tú es una experiencia enriquecedora.
Los contenidos son geniales también: robots bípedos, bioinspirados, ver al SpotMini de Dynamics, un Disneyland para los que estamos en robótica.
La exposición duró 3 minutos, explicar tu idea en tan poco tiempo lleva mucho más tiempo que explicarlo en 30 min y en un idioma que no te desenvuelves también como en el tuyo nativo. Después hay 10 minutos para explicar a la gente cosas con un poster, en este caso se llevó sus videos y su robot Doodle.
Ver representantes del mundo maker en eventos de este nivel es genial, porque siempre hay un buen rollo estupendo con ellos, es muy enriquecedor. Es la cultura de la abundancia, que te devuelve mucho más de lo que tú das. Además, cuando intentas explicar algo a alguien, lo entiendes tú mucho mejor.
El TFM seguirá esta filosofía, será libre y estará abierto a que otros makers puedan dar su opinión y lo mejoren, ya que a su vez yo también mejoré y usé el trabajo de otros.
Hay una definición de Cesar de La Hora Maker que a Julián le gusta mucho y es que: «un maker no es solo alguien que hace cosas y le gusta cacharrear, sino que le gusta eso y además le gusta compartir sus cacharreos«.
Conclusiones
El futuro de la robótica de momento dista mucho de ver a robots como Terminator en acción, pero cada día hay nuevos avances y estoy seguro que las FPGAs serán culpables de esto.
La robótica y el mundo maker es un mundo apasionante y no hay razón para no poder juntar lo profesional con nuestros hobbies como ha hecho Julián. Muchos de los mejores avances de hoy en día los están haciendo gente en sus propias casas en su tiempo libre.
Me gustaría animarte a meterte en el mundo de las FPGAs libres y poder profundizar en el tema poco a poco y junto con un cerebro como Arduino poder crear robots híbridos de andar por casa. Sin complicaciones y quemando las placas que tengas que quemar :)
Ahora es el momento de dar el paso, ya me dirás que te ha parecido el podcast en los comentarios y no te olvides dar un buen Me gusta en tu plataforma de podcast favorita.
Por cierto si queréis contactar a Julián su Twitter es @jcarolinares y su correo es jcarolinares@gmail.com.
Un saludo y hasta el próximo podcast ☺