La defensa de una Tesis Doctoral siempre implica nervios y tensión. Cuando esta se tiene que hacer en pleno confinamiento por una pandemia y de una forma completamente novedosa aún más. Esta ha sido el caso de Juan Manuel Gandarias, nuevo doctor de la Universidad de Málaga, quien ha tenido que leer su tesis de forma virtual.
La defensa de Gandarias no podía esperar más tiempo, pues como beneficiario de una beca de Formación del Profesorado Universitario (FPU), Gandarías debía leer su Tesis antes del 7 de abril para poder optar a un cuarto año de contrato post doctoral. Este hecho puso en marcha la mecánica de la la Escuela de Doctorado de la Universidad de Málaga, que dispuso un protocolo para realizar una defensa virtual, abierta al público y con todas las las garantías necesarias.
Gracias a la gestión de la Escuela de Doctorado de la UMA, la tesis pudo defenderse, obteniendo un calificación de ‘sobresaliente cum laude’. Bajo el título de ‘Intelligent Haptic Perception for Physical Robot Interaction’, este estudio no solo destaca por su novedosa defensa, sino también por su contenido, pues supone un avance en el uso de la mecatrónica para la asistencia de las personas. Para conocer los detalles del proceso, desde Aula Magna hemos hablado con su autor.
Entregó su tesis doctoral de forma oficial en las dependencias de la UMA el pasado 12 de marzo, el jueves anterior a la promulgación del Estado de Alarma ¿Cuál fue su primera impresión cuando supo que esto podía afectarle?
Si te soy sincero, lo primero que pensé fue que un caso extraordinario, como la defensa de una tesis doctoral, se podría realizar en sesión privada y, simplemente, tendríamos que utilizar un sistema de videoconferencia para algún miembro del tribunal o el público. Más adelante, tras alguna llamada con mis directores de tesis, el director del programa de doctorado y miembros del servicio de doctorado de la universidad fue cuando vimos que la única opción era que toda la defensa se realizara por videoconferencia. Ahí fue cuando empezaron los nervios.
En su caso, la fecha era primordial por ser beneficiario de una beca FPU ¿Ha supuesto esto tener que rellenar más trámites?
Por mi parte no, únicamente decidir el medio, la aplicación, para la defensa. Los que han cargado con todo el trámite para que esto sea posible han sido los miembros del servicio de doctorado de la UMA, que han tenido que elaborar un protocolo para la defensa de tesis por videoconferencia que no existía. Tanto el director del programa de doctorado en ingeniería mecatrónica, Anthony Mandow, como mis directores, Jesús Gómez de Gabriel y Alfonso García Cerezo han participado también activamente y han estado en contacto continuo con el servicio de doctorado y el director de la Escuela de Doctorado, Tomás Cordero, para que esto se pudiera llevar a cabo en un tiempo récord.
Uno de los artículos de la convocatoria de las becas FPI establece que, si la defensa de la tesis se realiza antes del comienzo de la cuarta anualidad de la beca, se concede un año de Periodo de Orientación Postdoctoral (POP), con todas las ventajas que esto ofrece para un investigador. En mi caso el cuarto año empezaba el 7 de abril, por lo que la defensa se tenía que realizar antes si quería disfrutar de ese año de POP. Ya que en la convocatoria de la ayuda no se establece ningún mecanismo que permita posponer esta fecha.
Por su situación como becado la Universidad de Málaga hizo un protocolo especial (al igual que otras universidades españolas) ¿Cómo cree que ha resuelto la situación la UMA? ¿Considera que la defensa virtual ha sido una buena opción?
Yo creo que la UMA lo ha resuelto de la mejor manera posible. Estoy muy agradecido al trabajo que han realizado todas las personas que se han visto involucradas y se han esforzado para que yo pueda defender la tesis.
Por una parte, sí considero que ha sido una buena opción, ya que me permite disfrutar de un año de contrato POP. Por otra parte, tengo que reconocer que me hubiera gustado realizar la defensa de forma presencial, para que pudieran estar presentes mi familia y amigos y celebrarlo como se merece, cosa que aún está pendiente.
De hacer una defensa presencial a una virtual ¿Cuál considera que han sido las principales dificultades?
En mi caso, supongo que la mayor dificultad es que no tenía referencias en mi Universidad. Es verdad que, en otras universidades de España, y sobre todo extranjeras, ya se habían realizado otras defensas de tesis por videoconferencia. Mientras planeábamos cómo se iba a hacer la defensa, me apoyé en otros investigadores extranjeros que habían defendido la tesis de esta manera y contaban su experiencia en algún hilo de Twitter. Por otra parte, ser la primera también tiene sus ventajas, ya que pude discutir ciertos aspectos, como la aplicación con la que se iba a hacer la videoconferencia.
Como sesión pública, a su defensa acudieron unas más de 20 personas de forma virtual ¿Lo considera una muestra de apoyo?
Por supuesto. Lo cierto es que pensaba que acudiría menos gente. Fue una alegría ver a tanta gente en la sala virtual mientras realizaba la exposición. Aunque también me generaba algo de nerviosismo pensar que, al haber mucha gente, pudiéramos tener problemas de conexión con la videollamada. Pero al final todo fue perfecto.
En su caso contó con un tribunal tanto nacional como internacional (en la figura de Manuel Fernández, de la University of Lincoln) ¿Ha supuesto este hecho alguna dificultad añadida? ¿Cómo ha sido la gestión internacional?
No creo que haya habido ninguna dificultad añadida por esto. La gestión internacional ha sido estupenda. Es muy normal que algún miembro del tribunal provenga de universidades extranjeras. De hecho, es un requisito para obtener la mención de tesis internacional.
A día de hoy ¿volvería a hacer una defensa virtual o considera que la presencial es más sencilla?
La verdad es que no puedo decir si la presencial es más sencilla o no. Lo que sí es cierto es que los pocos nervios que tenía antes de empezar la defensa se me quitaron en cuanto vi que la videollamada iba perfectamente y no iba a suponer ningún problema. Al fin y al cabo, estaba haciendo la defensa en mi casa, y eso, quieras que no, da cierta tranquilidad.
Tras la lectura de la Tesis se suele hacer una comida de celebración ¿Ha celebrado su calificación de alguna manera especial? ¿Invitará más tarde al Tribunal?
¡Ya me gustaría! Aún queda pendiente esa celebración especial. Sobre la comida con el Tribunal, seguro que la hacemos más adelante.
Un avance en la Ingeniería Mecatrónica
La tesis doctoral plantea la importancia del tacto (percepción háptica) entre robots y humanos ¿es el tacto una de los sentidos más difíciles de reproducir en robótica?
La tesis plantea el papel fundamental del sentido del tacto en la interacción física de los robots con el entorno. El caso de la interacción física entre robots y humanos es un caso concreto que requiere especial atención, principalmente por la cantidad de aplicaciones que se pueden ver beneficiadas. Aunque también es un campo complejo y bastante inexplorado hoy en día.
Creo que ningún sentido es fácil de reproducir en robótica. Es cierto que el tacto presenta ciertas complejidades que no presentan otros. Sin embargo, hay otros sentidos que son, desde mi punto de vista, más difíciles de reproducir, como el olfato o el gusto. Ya no por la complejidad en sí, si no por el desarrollo tecnológico en torno a éstos. El sentido de la vista, por ejemplo, no es que sea más fácil de reproducir, es que está más extendido. A la visión artificial se le ha dedicado más tiempo de estudio y hay un amplio abanico de tecnologías disponibles, lo que facilita (y abarata) la investigación.
¿Cuáles han sido los principales retos a los que se ha enfrentado a la hora de reproducir la capacidad del tacto?
En mi opinión, la principal complejidad que presenta el tacto es que es activo. Esto quiere decir que, en función de la acción que realice el robot, va a obtener una respuesta del entorno distinta. Es decir, la actuación y la percepción están ligadas. Además, tiene que haber un contacto físico del robot con el entorno, cosa que puede entrar en conflicto con restricciones de seguridad, sobre todo en el caso de interacción con humanos.
Desde mi punto de vista, diría que el hecho de que sea un campo de investigación poco explorado (aunque cada vez hay más trabajos dedicados a la percepción háptica en robótica) es uno de los principales retos. Eso te lleva a que no te puedes apoyar en muchos trabajos de investigación previos y tengas que, por ejemplo, adoptar ideas de otras áreas. En el caso de mi tesis, se aplicaron a la percepción táctil técnicas que están más extendidas en el campo de visión artificial, como es el uso de las redes neuronales convolucionales.
¿Por qué coger/rotar la muñeca de una mano puede llegar a ser tan complicado?
Todo lo que implique un contacto físico entre un robot y un humano trae consigo complicaciones y riesgos. El caso en el que un robot, de forma intencionada, realice una acción física sobre una persona, como agarrarle de la muñeca o reposicionar una extremidad, conlleva complicaciones y riesgos aún mayores. Hay varios aspectos que hacen que este tipo de tareas sean complejas. El principal problema es la seguridad. Sin restricciones de seguridad, el robot podría lesionar a la persona.
Además, este es un campo prácticamente inexplorado en robótica. De hecho, uno de los estudios que se presentan en la tesis describe, por lo que nosotros sabemos, el primer trabajo en el que un robot agarra de forma intencionada el brazo de una persona y realiza una tarea de reposicionamiento, cambiando tanto posición como orientación, de la extremidad superior de una persona.
En su estudio, se plantea la creación de una “pinza” y el agarre de diversos materiales ¿Cuál diría que ha sido el material más complicado de solucionar la adaptación y por qué?
El mundo de las pinzas o manos robóticas está muy extendido, y se pueden encontrar una gran multitud de trabajos de investigación que abordan este problema desde distintos puntos de vista. Uno de los enfoques que está cogiendo más fuerza en los últimos años es el desarrollo de soft robotics o robots blandos. En mi tesis se presenta un trabajo en el que se plantea la integración de capacidades de percepción táctil en pinzas adaptativas de distintos materiales, incluyendo materiales blandos o flexibles. Yo diría que este último es el más complicado por la dificultad en el proceso de fabricación, aunque también diría que es el de mayor potencial.
Su estudio puede servir para desarrollar dispositivos que ayudan a personas con algún tipo de diversidad funcional ¿en qué tipo de diversidades se ha centrado?
Aunque este problema no se aborda como tal en este trabajo, sí es cierto que los resultados obtenidos podrían servir para desarrollar interfaces robóticas inteligentes que pudieran ayudar o asistir a personas con algún tipo de diversidad funcional, en alguna tarea concreta.
La rehabilitación es un campo que también podría verse beneficiada por estos desarrollos. Además, cuando hablamos de robots que asisten a pacientes en hospitales, o víctimas de un de desastre natural, a todos se nos viene a la cabeza un robot que evacúa a una persona y la pone a salvo, o la cura. Sin embargo, esta es una tarea extremadamente compleja que requiere, en primer lugar, un robot con la fuerza suficiente como para levantar a una persona, lo que entra en conflicto con la seguridad.
Los robots colaborativos que se utilizan para el estudio de las interacciones físicas de robots con humanos y que cumplen con ciertos estándares de seguridad, apenas pueden levantar entre 7 y 10 kg como máximo. Por este motivo, por ahora, preferimos centrarnos en aquellas tareas que requieran únicamente la manipulación de las extremidades.
Su planteamiento de futuro continúa con la posibilidad de un mayor control del sistema de pinza ¿Qué tipo de utilidades podría tener?
Lo cierto es que este trabajo abre varias líneas de investigación. Desde mi punto de vista, las más prometedoras son el desarrollo de pinzas robóticas blandas con percepción háptica, y robots asistenciales. Ambas se pueden enfocar a múltiples aplicaciones, desde su uso en hospitales para ayudar a las labores de enfermería, hasta la asistencia a víctimas en tareas de rescate.
En este último caso, uno de los principales desafíos consiste en, una vez localizada la víctima, realizar un diagnóstico rápido de la situación y evaluar su estado de salud (triaje). Los desarrollos que se presentan en esta tesis pueden resultar útiles para este tipo de tareas, pudiendo incluirse capacidades sensoriales más avanzadas que permitan a un robot hacer el triaje de una víctima. De hecho, en el grupo de Robótica y Mecatrónica de la Universidad de Málaga ya hemos desarrollados trabajos preliminares que van en esta línea, incluida una patente internacional.
Compartir