Vea También
|
| Una nueva piel artificial da a los robots el sentido del tacto y más allá. Crédito: Caltech |
Los
robots
modernos desempeñan un papel cada vez más importante en la seguridad, la
agricultura y la fabricación. Ahora los investigadores trabajan para dotar a
estos robots de un sentido del tacto similar al de los humanos.
Investigadores
del Instituto Tecnológico de California (Caltech) han desarrollado una piel
artificial que proporciona a los robots un sentido del tacto similar al de los
humanos. La piel permite a los robots percibir la temperatura, la presión e
incluso los productos químicos tóxicos con un simple toque.
La
plataforma de detección robótica multimodal, denominada M-Bot, integra
la piel artificial con un brazo robótico y sensores que se adhieren a la piel
humana. Un sistema de aprendizaje automático que interconecta ambos permite al
usuario humano controlar el robot con sus propios movimientos mientras recibe
información a través de su propia piel. La plataforma pretende dar a los
humanos un control más preciso sobre los robots, al tiempo que los protege de
posibles peligros.
Los dedos humanos son suaves, blandos y carnosos,
mientras que los dedos de los robots suelen ser duros, metálicos, plásticos o
gomosos. La piel imprimible es un hidrogel gelatinoso y hace que las yemas de
los dedos de los robots sean mucho más parecidas a las nuestras. Dentro de ese
hidrogel se encuentran los sensores que dan a la piel artificial la capacidad
de detectar el mundo que la rodea.
"La impresión por inyección de
tinta tiene este cartucho que expulsa gotas, y esas gotas son una solución de
tinta, pero podrían ser una solución que desarrollamos en lugar de la tinta
normal", dice Wei Gao, profesor adjunto de ingeniería médica de Caltech. "Hemos desarrollado una variedad de tintas de nanomateriales para
nosotros".
Tras imprimir un andamiaje de hilos de nanopartículas de plata,
los investigadores pueden imprimir capas de sensores a escala micrométrica que
pueden diseñarse para detectar una gran variedad de cosas. El hecho de que los
sensores se impriman hace que el laboratorio de Gao pueda diseñar y probar
nuevos tipos de sensores de forma más rápida y sencilla.
"Cuando
queremos detectar un compuesto determinado, nos aseguramos de que el sensor
tenga una alta respuesta electroquímica a ese compuesto", dice Gao. "El
grafeno impregnado de platino detecta el explosivo TNT de forma muy rápida y
selectiva. Para un virus, imprimimos nanotubos de carbono, que tienen una
superficie muy elevada, y les unimos anticuerpos para el virus. Todo esto es
producible en masa y escalable".
 |
| Este sensor se adhiere a la piel del antebrazo de un humano y le permite controlar un sistema robótico a través de sus propios movimientos musculares. Crédito: Caltech |
El equipo de investigación ha
acoplado esta piel a un sistema interactivo que permite a un usuario humano
controlar el robot a través de sus propios movimientos musculares, a la vez
que recibe información de la propia piel del usuario desde la piel del robot.
Los electrodos fijados al antebrazo del operador humano están colocados para
detectar las señales eléctricas generadas por los músculos del operador al
mover la mano y la muñeca. "Utilizamos el aprendizaje automático para
convertir esas señales en gestos para el control robótico", dice Gao.
"Entrenamos el modelo con seis gestos diferentes".
Gao espera que
el sistema encuentre aplicaciones en todo tipo de ámbitos, desde la
agricultura hasta la seguridad y la protección del medio ambiente, permitiendo
a los operadores de los robots "sentir" cuánto pesticida se está aplicando a
un campo de cultivo, si una mochila sospechosa dejada en un aeropuerto tiene
restos de explosivos o la ubicación de una fuente de contaminación en un río.
Pero antes quiere hacer algunas mejoras.
"Creo que hemos demostrado
una prueba de concepto", dice. "Pero queremos mejorar la estabilidad de esta
piel robótica para que dure más. Al optimizar nuevas tintas y nuevos
materiales, esperamos que pueda utilizarse para diferentes tipos de
detecciones selectivas. Queremos ponerla en robots más potentes y hacerlos más
inteligentes".
Fuentes, créditos y referencias:
You Yu et al, All-printed soft human-machine interface for robotic physicochemical sensing, Science Robotics (2022). DOI: 10.1126/scirobotics.abn0495