Sensibilidad táctil para una mejor manipulación robótica de objetos

La noción de un gran robot metálico que habla en tono monocorde y actúa con movimientos rígidos enlazados entre sí sin fluidez está muy arraigada en la cultura popular desde que la ciencia-ficción la implantó hace muchas décadas.

Este concepto de robot es la antítesis del tipo de robot hacia el que los profesionales de la robótica blanda orientan su labor de investigación y desarrollo. Este tipo de robot se caracteriza, entre otras cosas, por tener piezas flexibles y blandas al tacto, con manos más parecidas a las humanas que a las de robots clásicos de la ciencia-ficción como R2-D2 de la saga de La guerra de las galaxias o Robby de la película “Planeta prohibido”.

Ese modo humanizado de moverse y manipular objetos es el objetivo de una línea de investigación y desarrollo seguida por el equipo de Edward Adelson y Sandra Liu, del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL), adscrito al Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos.

Estos investigadores han desarrollado una pinza robótica que, al igual que la mano humana, es lo suficientemente flexible como para manipular objetos de muy diversos tipos. Lo que diferencia este nuevo diseño de otros en este campo es que Liu y Adelson han dotado a su pinza de sensores táctiles que pueden igualar o incluso superar la sensibilidad de la piel humana.

La pinza consta de dos dedos flexibles, inspirados en las aletas de algunos animales acuáticos, que se ajustan a la forma del objeto con el que entran en contacto. Los propios dedos están hechos con materiales plásticos flexibles fabricados en una impresora 3D y albergan una cámara y otros sensores.

Al determinar exactamente cómo se deforman ciertas partes de los dedos durante la interacción con el objeto que comienzan a agarrar, la cámara (junto con los algoritmos computacionales que la acompañan) puede evaluar la forma general del objeto, la rugosidad de su superficie, su orientación en el espacio y la fuerza idónea que cada dedo debe aplicar para sostener lo mejor posible el objeto sin dañarlo.

Los nuevos dedos robóticos cogiendo un tarro de vidrio. A la derecha, detalle de los sensores y del sistema óptico. (Fotos: MIT / CSAIL)

Liu y Adelson probaron su pinza en un experimento en el que solo se dotó de capacidad sensorial a uno de los dos dedos. Su dispositivo manejó con éxito objetos como un minidestornillador, una fresa de plástico, un tubo de pintura acrílica, un tarro y una copa.

Mientras la pinza sostenía la falsa fresa, por ejemplo, el sensor interno fue capaz de detectar las "semillas" de su superficie.

En el caso del tubo de pintura, los dedos lo agarraron bien pero sin apretar tan fuerte como para expulsar su contenido.

Los objetos de vidrio transparentes son un reto para los robots basados en la visión debido a la refracción de la luz. Los sensores táctiles son inmunes a esa ambigüedad óptica. Cuando la pinza cogió la copa, se percató de su orientación y ello le permitió asegurarse de que la copa apuntaba hacia arriba antes de depositarla lentamente sobre una mesa. Cuando la base de la copa tocó el tablero de la mesa, la pinza detectó el contacto y solo entonces la soltó. (Fuente: NCYT de Amazings)