Cosechar un campo repleto de frágiles moras no es tarea sencilla. Cada una de esas jugosas moras que se vende en el supermercado se tiene que recolectar a mano porque es muy fácil que la fruta sufra alguna magulladura o se eche a perder directamente. En el sur de EE. UU., la ventana de cosecha coincide con los meses más calurosos del verano. Además, todas las frutas de un mismo arbusto no maduran necesariamente a la vez, por lo que es necesario hacer varias recolecciones para llevarse toda la fruta.
El ingeniero biomédico y robocista Yue Chen está trabajando con colaboradores de Georgia Tech y la Universidad de Arkansas en una solución robótica autónoma para esta agotadora tarea. Y aunque es una herramienta que parece estar lejos del ámbito de la ingeniería biomédica, el sistema podría dar lugar a innovaciones algún día en la cirugía mínimamente invasiva.
"La cosecha es un punto de entrada excelente para validar este tipo de tecnología robótica blanda en aplicaciones en el mundo real", dice Chen, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter de Georgia Tech y la Universidad Emory.
"Yo me dedico a los dispositivos médicos; trato de desarrollar un dispositivo que sea muy hábil y muy flexible para salvar las vidas de los pacientes. Trabajo con muchos problemas matemáticos, de ingeniería y de mecánica, y desde esa perspectiva, recolectar frutos rojos de una planta es bastante similar a extirpar un tumor del cuerpo humano", explica. "Hay que identificar el objetivo, planificar la ruta, llegar al objetivo, retirar el objetivo con mucha delicadeza y, lo más importante, evitar dañar el tejido circundante, como un vaso sanguíneo o un nervio".
El primer avance de los investigadores es una pinza robótica blanda que puede tomar y retirar con delicadeza las moras de la planta sin que sufran daños. Van a presentar el dispositivo esta semana en la que se espera que sea la mayor cita robótica del mundo, la IEEE International Conference on Robotics and Automation.
Este prototipo de pinza se asemeja a una mano bulbosa de tres dedos, y no es por casualidad. Trabajando con el experimentando investigador de moras Renee Threlfall en la Universidad de Arkansas, el equipo construyó un guante sensor y recopiló datos sobre la fuerza necesaria para cosechar frutos rojos y la técnica típica de un cosechador.
"En primer lugar, caracterizamos cuánta fuerza genera la mano, cuántos dedos utilizamos para agarrar los frutos; en realidad, no usamos los cinco dedos, sino que usamos tres, y todo eso lo hemos caracterizados", indica Chen.
Con los datos sobre fuerza y el planteamiento de tres dedos, Chen y el equipo se pusieron a diseñar. Utilizaron la mano humana como inspiración, utilizando silicona blanca y sensores de fuerza integrados para los "dedos" y un sistema de tendón único para el movimiento.
Para más información:
Joshua Stewart
Wallace H. Coulter
Departamento de Ingeniería Biomédica
jstewart@gatech.edu