Helix: Control avanzado de robots humanoides

Helix es un innovador modelo Vision-Language-Action (VLA) diseñado para revolucionar el control de robots humanoides. Su enfoque combina percepción visual, comprensión del lenguaje y control de acciones, logrando avances sin precedentes en robótica.

Entre sus características más destacadas, Helix es el primer VLA capaz de controlar en tiempo real la parte superior del cuerpo humanoide, coordinando movimientos de muñecas, torso, cabeza y dedos con precisión. Además, permite la colaboración entre múltiples robots, facilitando la ejecución de tareas conjuntas sin entrenamiento previo con objetos desconocidos.

Otra gran ventaja es su capacidad de manipulación universal: los robots equipados con Helix pueden recoger casi cualquier objeto doméstico pequeño siguiendo instrucciones en lenguaje natural. Esto es posible gracias a una única red neuronal, lo que evita la necesidad de ajustes específicos para cada tarea.

Su diseño también lo hace listo para el mercado, ya que se ejecuta de manera eficiente en GPUs de bajo consumo, facilitando su implementación comercial inmediata.

Escalabilidad en la robótica para el hogar

Uno de los mayores retos en robótica es la adaptación al entorno doméstico, donde los objetos varían en tamaño, forma, textura y disposición. A diferencia de los entornos industriales controlados, las casas presentan una complejidad difícil de abordar con métodos tradicionales.

El enfoque convencional requiere miles de horas de programación manual o recopilación de datos de entrenamiento, lo que resulta poco práctico y costoso. Sin embargo, la inteligencia artificial ha demostrado que es posible generar comportamientos inteligentes a partir del lenguaje y la visión. Helix aprovecha esta capacidad para transformar el conocimiento semántico de los modelos de visión-lenguaje en acciones robóticas generalizables, lo que permite la adaptación instantánea a nuevas tareas sin entrenamientos extensivos.

Arquitectura del modelo Helix

Helix introduce una arquitectura única basada en dos sistemas complementarios:

• Sistema 2 (S2): Un modelo de lenguaje-visión preentrenado en internet que opera a 7-9 Hz, encargado de la comprensión del entorno y la planificación de tareas.
• Sistema 1 (S1): Un modelo de control reactivo y rápido que traduce las representaciones semánticas de S2 en acciones robóticas precisas a 200 Hz.

Esta separación permite que S2 procese información de alto nivel mientras S1 ejecuta los movimientos en tiempo real. Por ejemplo, durante una tarea colaborativa, S1 puede ajustar los movimientos según las acciones de un segundo robot, mientras que S2 mantiene el objetivo semántico general.

Datos y entrenamiento

El entrenamiento de Helix se basa en 500 horas de datos de teleoperación, donde se capturan diversas manipulaciones robóticas. Para generar instrucciones de entrenamiento, se utiliza un modelo de lenguaje que analiza los videos y responde a la pregunta: «¿Qué instrucción habría llevado al robot a realizar esta acción?».

La arquitectura incluye:

• S2: Un modelo de lenguaje-visión de 7 mil millones de parámetros, encargado de procesar imágenes y comandos de texto, convirtiéndolos en una representación semántica compacta.
• S1: Un modelo transformer de 80 millones de parámetros, que recibe la representación semántica de S2 y la usa para generar movimientos precisos.

El entrenamiento es completamente end-to-end, permitiendo a Helix operar sin necesidad de ajustes específicos para cada tarea. Además, su diseño optimiza la inferencia en tiempo real con GPUs de bajo consumo, dividiendo la carga de trabajo entre los modelos de alto y bajo nivel.

Resultados y aplicaciones

Control preciso del cuerpo superior humanoide

Helix puede coordinar 35 grados de libertad en tiempo real, controlando movimientos de manos, cabeza y torso de manera fluida. Gracias a su enfoque basado en visión y lenguaje, el modelo permite un seguimiento preciso de los objetos mientras ajusta su postura para optimizar el alcance.

Colaboración entre múltiples robots

Uno de los avances más notables es la capacidad de coordinación entre robots en tiempo real. En pruebas, dos robots equipados con Helix lograron almacenar objetos en una despensa sin entrenamiento previo. La comunicación se basó únicamente en comandos de lenguaje natural, como «Pásale la bolsa de galletas al robot de la derecha».

Generalización de tareas sin entrenamiento previo

Helix demuestra una notable capacidad de generalización, permitiendo a los robots recoger objetos nunca vistos sin entrenamiento específico. Simplemente con comandos como «Recoge el objeto del desierto», el modelo puede identificar un cactus de juguete y ejecutar el agarre adecuado.

Esta habilidad permite a los robots manipular objetos de diferentes formas y materiales sin necesidad de programación manual, abriendo posibilidades en entornos domésticos y comerciales.

Conclusión

Helix representa un cambio significativo en la robótica humanoide, permitiendo control en tiempo real de la parte superior del cuerpo humanoide, coordinación entre múltiples robots y manipulación de objetos desconocidos sin entrenamiento previo. Su enfoque basado en visión, lenguaje y acción elimina la necesidad de programación manual, lo que lo hace ideal para entornos domésticos y comerciales. Con futuras mejoras, Helix podría ampliar aún más las capacidades de los robots humanoides, acercándonos a una automatización más versátil e intuitiva.

Preguntas y Respuestas

¿Qué es Helix y en qué se diferencia de otros modelos robóticos?

Helix es un modelo Vision-Language-Action (VLA) que permite a los robots humanoides controlar la parte superior del cuerpo en tiempo real, manipular objetos desconocidos y colaborar con otros robots sin programación manual. Su enfoque basado en inteligencia artificial elimina la necesidad de entrenamientos específicos para cada tarea.

¿Cómo logra Helix generalizar tareas sin entrenamiento previo?

Helix combina un modelo de lenguaje-visión (S2) con un modelo de control reactivo (S1). S2 analiza el entorno y genera representaciones semánticas, mientras que S1 traduce estas representaciones en movimientos precisos. Esto permite que el robot responda a comandos de lenguaje natural sin necesidad de entrenamientos extensivos.

¿Qué ventajas ofrece Helix para el control de robots humanoides?

• Control de 35 grados de libertad en tiempo real.
• Capacidad de colaboración entre robots sin programación adicional.
• Manipulación de objetos nunca vistos con comandos de lenguaje natural.
• Implementación en GPUs de bajo consumo, facilitando su adopción comercial.

¿Dónde puede aplicarse Helix en la vida cotidiana?

Helix es ideal para automatización doméstica y comercial, como en asistentes robóticos en el hogar, almacenes automatizados o industrias de manufactura donde se requiere manipulación precisa de objetos diversos.

¿Cuál es el futuro de Helix en la robótica humanoide?

Helix es solo el comienzo. A medida que se escale su capacidad y se optimice su rendimiento, podría permitir robots completamente autónomos en entornos domésticos y laborales, con interacciones naturales y sin necesidad de entrenamiento manual.