¿Simular el tacto humano a través de un robot es posible? Hasta ahora podría ser una pregunta que plantea muchas dudas, sin embargo, GelPalm lo ha hecho posible. Se trata de un diseño de mano robótica llevado a cabo en el Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés). Esta herramienta se ha desarrollado para realizar la misma función que puede tener la mano del ser humano.
GelPalm, mediante sensores avanzados, tiene un tacto sensible que ayuda a esta extremidad robótica a manejar objetos empleando una precisión detallada y delicada. Esta compuesta de un sensor flexible que utiliza gel incrustado en la palma, basado en la misma naturaleza de las manos humanas. Además, esta herramienta tiene una tecnología de iluminación que utiliza LED rojas, verdes y azules para iluminar un objeto y una cámara para capturar reflejos.
Aunque no cuenta con los mismos dedos que tiene una mano, los científicos del MIT añadieron a esta palma algunas falanges robóticas, que reciben el nombre de ROMEO (Robotice Modular Endoskeleton Optical), fabricados con materiales flexibles y tecnología de detección muy parecida a la de la palma.
Este sistema también aumenta la superficie en contacto con los objetos para que puedan quedar completamente envueltos
Estos dedos están diseñados con un “cumplimiento pasivo”, según definen desde el instituto. Se trata de la capacidad del robot para adaptarse a las fuerzas de forma natural, sin tener un motor o control adicional. Este sistema también aumenta la superficie en contacto con los objetos para que puedan quedar completamente envueltos. Además, están fabricados con estructuras únicas y monolíticas a través de impresión 3D.
Esta palma robótica también permite una interacción más segura con objetos, esta capacidad es especialmente útil para aplicaciones potenciales como la colaboración entre humanos y robots, o prótesis robóticas con sensores que simulan la función de las manos humanas para su uso en biomedicina.
"Al combinar estructuras rígidas con materiales deformables y flexibles, podemos lograr el mismo talento adaptativo que tienen las manos humanas"
"Nos inspiramos en las manos humanas, que tienen huesos rígidos rodeados de tejido suave y flexible", explica Sandra Q. Liu, diseñadora principal de GelPalm y estudiante de doctorado en ingeniería mecánica. “Al combinar estructuras rígidas con materiales deformables y flexibles, podemos lograr el mismo talento adaptativo que tienen las manos humanas. Una ventaja importante es que no necesitamos motores o mecanismos adicionales para activar la deformación de la palma; la flexibilidad inherente le permite adaptarse automáticamente alrededor de los objetos, tal y como lo hacen nuestras manos”, detalla.
Liu estudió el rendimiento de la detección táctil de esta mano poniendo a prueba los dos sistemas de iluminación disponibles -el de LED azul y el de LED blanco- integrados en los dedos. “Ambos produjeron reconstrucciones táctiles 3D similares de alta calidad al presionar objetos en las superficies del gel”, afirma la investigadora principal de este proyecto.
"Visualmente, y al analizar la superficie de contacto de la superficie pintada, quedó claro que tanto la flexibilidad estructural como la del material en la palma proporcionaban un agarre significativamente mayor que los demás"
Sin embargo, la prueba de fuego de esta palma fue comprobar qué tan bien funcionan las configuraciones de envolver y agarrar objetos de forma estable, con una prueba basada en pintar la palma de la mano robótica y presionar. “Visualmente, y al analizar la superficie de contacto de la superficie pintada, quedó claro que tanto la flexibilidad estructural como la del material en la palma proporcionaban un agarre significativamente mayor que los demás", afirma Liu. "Es una forma elegante de maximizar el papel de la palma para lograr agarres estables”, continúa.
No obstante, encontraron limitaciones como el volumen o la complejidad de esta palma robótica. La necesidad de utilizar sensores táctiles que empleen cámaras hace que su tamaño sea mayor y su flexibilidad disminuya, señalan los investigadores. Esto se debe a la tecnología actual, que no permite hacer un diseño 100% funcional.
"La palma se pasa por alto casi por completo en el desarrollo de la mayoría de las manos robóticas", dice el profesor asociado de la Universidad de Columbia Matei Ciocarlie, que no participó en el artículo. “Este trabajo es notable porque presenta una palma útil y diseñada específicamente que combina dos características clave, articulación y detección, mientras que la mayoría de las palmas de los robots carecen de ambas. La palma humana está sutilmente articulada y es muy sensible, y este trabajo es una innovación relevante en esta dirección”, concluye.