Así son los primeros robots con pieles que sienten y reaccionan al tacto

Entre los muchos retos que tiene la robótica por delante está la manera en que un robot accede al mundo que le rodea. Los seres vivos tenemos los sentidos: vista, oído, tacto, gusto y olfato. Y en robótica, algunos de estos sentidos llevan años perfeccionándose. Especialmente vista y oído. En cuestión de tacto, todavía hay mucho por hacer. Pero unos investigadores han logrado fabricar una piel robótica muy prometedora.

A través de una combinación de sensores y tejidos, científicos del Instituto de Robótica de la Carnegie Mellon University han dado con la clave para crear una piel robótica sensible a la presión, que detecta el contacto y que puede notar varios contactos simultáneos. Y, entre otras ventajas, es relativamente fácil de fabricar y barato, ya que se trata de tejidos industriales que podemos adquirir fácilmente y que están tejidos a máquina siguiendo unos patrones concretos.

La importancia de este descubrimiento, todavía por pulir, radica en que las futuras generaciones de robots serán capaces de relacionarse con su entorno a través del tacto, uno de los sentidos más importantes que tenemos los seres vivos. Gracias al tacto, los robots serán más eficaces en tareas como el reconocimiento de objetos, el agarre y manipulación de objetos o la posición de sí mismos y de cuanto les rodea.

Piel robótica basada en resistencias y tejidos
Fuente: RoboTouch (Universidad Carnegie Mellon)

El sentido del tacto en los robots

La robótica lleva años trabajando en el sentido del tacto aplicado a los robots. Con el objetivo último de diseñar piel robótica. Principalmente mediante sensores de presión y sensores de impacto. Los primeros ayudan a saber si están manipulando un objeto correctamente y evitar que se caiga o que ellos mismos lo rompan. Los brazos robóticos industriales incorporan estas funciones desde hace mucho. Y los sensores de impacto sirven para que los robots móviles reaccionen al topar contra una pared, persona u objeto. En este sentido, todos hemos visto los vídeos virales de los prototipos de Boston Dynamics sobreponiéndose a empujones intencionados.

Pero cuando hablamos de nichos concretos como los robots sociales, pensados para el cuidado o acompañamiento de las personas, este tipo de sensores no son suficientes. El propósito es lograr que un robot sienta cuando le damos la mano, para apretarla más o menos, o que reaccione a nuestros estímulos. Por ejemplo, en el caso de un robot mascota con forma animal.

Y la propuesta de RobotSweater va encaminada hacia ese propósito. Con este nombre han bautizado esta piel robótica basada en tejidos que, como cualquier tejido, se puede escalar y personalizar. En palabras de sus creadores, “diseñamos y fabricamos una piel táctil multicapa parametrizada utilizando hilos disponibles en el mercado con una máquina de tejer industrial programable. Caracterizamos nuestras pieles táctiles para demostrar su robustez en la detección de contacto, localización multicontacto y capacidad de detección de presión. Con nuestras pieles táctiles, demostramos el control en bucle cerrado con retroalimentación táctil para el control humano de un brazo robótico y la interacción humano-robot con un robot móvil”.

Una piel robótica para robots sensibles

Detrás del proyecto RobotSweater está el laboratorio RoboTouch, que forma parte del Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon. Como su nombre indica, este laboratorio “trabaja para ayudar a los robots a utilizar la detección táctil para interactuar con entornos del mundo real”. Robots con piel robótica capaces de sentir el contacto de otros robots, objetos o seres humanos. Y reaccionar a ese contacto.

En la parte más externa, tenemos tejidos con unos patrones determinados y que están formados por tres capas. Una capa de malla aislante perforada se intercala entre dos capas ortogonales de bandas conductoras. Estas bandas conductoras forman una matriz de resistencias cuyos valores cambian al ser presionadas. Y para facilitar la lectura, los tejidos están alineados con ayuda de ojales. Estos tejidos están fabricados con materiales comunes como el nailon, poliéster, hilo acrílico e hilo de rayón. Una combinación relativamente económica y fácil de encontrar. 

En la parte interna, las resistencias están conectadas a una placa de lectura unida a un dispositivo Arduino, una placa integrada programable que lee los valores facilitados por las resistencias y las traduce y comunica. En este caso, al robot o dispositivo en el que esté instalada. A partir de ahí, el robot se puede programar para que realice distintas acciones a partir de los datos proporcionados.

Todavía queda trabajo por hacer. Pero el siguiente paso es integrar este tipo de piel robótica de manera que un robot cualquiera, fijo o móvil, sea capaz de percibir mediante el tacto qué tiene delante o qué está agarrando con sus brazo robótico. Y a partir de ahí, reaccionar de una manera más precisa y eficaz que las generaciones de robots actuales.

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