Tocar superficies húmedas, el gran reto para los robots

Los humanos sabemos de modo intuitivo cómo sujetar un objeto húmedo para evitar que se nos resbale de las manos. En cambio, para los robots esto ha sido siempre un reto muy difícil. Un hallazgo reciente ayudará a los robots a parecerse más a los humanos en el contacto físico con superficies húmedas de objetos que deban manipular.

El equipo de la ingeniera química Lilian Hsiao, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Estados Unidos, ha descubierto ahora los entresijos de la interacción entre dos superficies cuando una delgada capa de fluido se interpone entre ellas. Este nuevo conocimiento en materia de física debería ayudar a lograr un avance sustancial en la parte de la robótica dedicada al contacto físico de piezas robóticas con otros cuerpos.

"Nuestro trabajo abre la puerta a la creación de dispositivos hápticos y robóticos más fiables y funcionales en aplicaciones como la telecirugía y la fabricación", afirma Hsiao.

La clave es la lubricación elastohidrodinámica. Esta ejerce su influencia en la fricción que se produce cuando dos superficies sólidas entran en contacto con una fina capa de fluido entre ellas. Esto incluiría la fricción que se produce al frotar las yemas de los dedos, siendo el fluido la fina capa de aceite natural de la piel. Pero también podría aplicarse a una garra robótica que levanta un objeto que ha sido recubierto con aceite, o a un dispositivo quirúrgico que se utiliza dentro del cuerpo humano.

Una de las razones por las que la fricción es importante es porque nos ayuda a sujetar cosas sin que se nos caigan.

Para desarrollar materiales que ayuden a controlar la fricción ante el efecto de la lubricación elastohidrodinámica, a los ingenieros les sería de gran utilidad disponer de un marco de trabajo que pudiera aplicarse uniformemente a una amplia variedad de patrones, materiales y condiciones dinámicas de funcionamiento. Y ese marco de trabajo es exactamente lo que han encontrado Hsiao, Yunhu Peng y sus colegas.

Los nuevos conocimientos sobre el papel de la lubricación elastohidrodinámica en la fricción permitirán introducir avances tecnológicos sustanciales en muchos campos de la robótica. (Imagen: Lilian Hsiao)

Los resultados del estudio ayudarán a conseguir manos robóticas capaces de manipular piezas con mayor fiabilidad en las diversas fases de un proceso de fabricación en la cadena de montaje robotizada. También tendrán aplicaciones en el ámbito de la telecirugía, en el que los cirujanos controlan a distancia dispositivos robóticos para realizar procedimientos quirúrgicos.

El estudio, titulado "Elastohydrodynamic friction of robotic and human fingers on soft micropatterned substrates", se ha publicado en la revista académica Nature Materials. (Fuente: NCYT de Amazings)