Jugar al billar. Cuatro estudiantes han desarrollado un robot de billar totalmente automatizado en un proyecto tan innovador como espectacular.

El billar se trata de precisión, coordinación de tiempos (timing) y el ángulo correcto. Pocos deportes requieren niveles tan altos de concentración y percepción espacial. Los tiros virtuosos son aún más sorprendentes cuando no es un ser humano quien golpea las bolas de billar con tanta destreza, sino un sistema robótico inteligente que reconoce las bolas sobre la mesa, calcula las jugadas y las ejecuta de forma totalmente autónoma.

Eso es exactamente lo que ha logrado un equipo de cuatro integrantes en el campus de Gütersloh de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Bielefeld (HSBI). Todos ellos estudiantes de la licenciatura dual en Mecatrónica y Automatización, han creado el robot de billar B.R.E.A.K., totalmente automatizado, en un proyecto que abarcó dos semestres. B.R.E.A.K. es el acrónimo del nombre completo del robot en alemán, que se traduce como «robot de billar para la ejecución autónoma de tiros». Este sistema robótico puede jugar de forma independiente contra oponentes humanos. Para construir la estructura de soporte y otros elementos, se utilizó la tecnología de perfiles modulares de nuestro sistema de construcción modular item.

Del sueño a la realidad: cómo surgió B.R.E.A.K.

El hecho de que todos los miembros del equipo sean estudiantes de un programa dual significa que alternan continuamente entre la teoría (en la universidad) y la práctica (en una empresa aliada). Ben Donkervoort finalmente pudo hacer realidad una visión que anhelaba desde hacía mucho tiempo. «Incluso antes de comenzar el programa de estudios, tenía la idea de construir un robot de billar algún día», revela. Donkervoort se convirtió en el líder del equipo y se hizo cargo de la gestión y la parte de diseño e ingeniería. Junto con Antoine Angert (software y reconocimiento de imágenes), Michael Wilhelmstroop (electrónica y diseño) y Niklas Hils (electrónica y software), convirtió la idea en un proyecto concreto como parte de su plan de estudios. La tarea durante el sexto semestre consistió en preparar los documentos de especificaciones, y el proyecto en sí se llevó a cabo durante el séptimo semestre.

No estaba asegurado en absoluto que B.R.E.A.K. fuera a recibir el visto bueno. El supervisor de los estudiantes pensó inicialmente que era demasiado ambicioso. Eso llevó al equipo a construir un primer prototipo en el lapso de una semana para demostrar que el proyecto era viable. La prueba de concepto también aportó los primeros hallazgos sobre la rigidez necesaria del bastidor y las guías. La fuerza de impacto que se había calculado también fue verificada. Además de esto, se utilizaron datos de entrenamiento disponibles públicamente para probar la identificación de las bolas de billar y el reconocimiento de su posición, con resultados exitosos. Este alto nivel de compromiso convenció al profesor y el proyecto finalmente recibió luz verde.

Cómo funciona el robot de billar

«El robot comienza utilizando una cámara fijada en la parte superior de la estructura junto con la iluminación para reconocer la posición de las bolas», explica el líder del proyecto sobre el principio básico. Durante este proceso, la cámara monocromática genera una imagen en color con secuencias de destellos en azul, verde y naranja. A continuación, un modelo de aprendizaje automático (machine learning) reconoce y clasifica las bolas. Cualquier distorsión de la lente se corrige automáticamente. El siguiente paso es que un programa de software calcule el tiro óptimo basándose en una simulación física y en las reglas del juego. Jugar usando las bandas de la mesa aún no es posible por el momento.

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