Un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Austin ha desarrollado una mano robótica capaz de manipular artículos frágiles como patatas fritas o frambuesas sin aplastarlos. La tecnología, denominada Fragile Object Grasping with Tactile Sensing (FORTE), combina la detección táctil con la robótica blanda para mejorar la manipulación de objetos delicados.
"Ahora mismo, la robótica está empezando a ser capaz de realizar grandes movimientos por toda la casa, pero tiene dificultades con los movimientos realmente precisos y delicados", afirma Siqi Shang, autor principal de un artículo publicado en IEEE Robotics and Automation Letters y estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computación Chandra Family de la Escuela de Ingeniería Cockrell. "Los robots pueden doblar una camisa, pero les cuesta coger con cuidado las gafas o desempaquetar la fruta de la compra. Creemos que las señales sensoriales darán a los robots el sentido del tacto para manipular estos objetos con cuidado".
© The University of Texas
Los dedos robóticos se basan en el efecto fin-ray, un principio de diseño derivado de las aletas de los peces. Los dedos se fabricaron mediante impresión 3D y contienen canales de aire internos que funcionan como sensores táctiles.
Cuando los dedos se mueven para agarrar un objeto, los canales de aire se desplazan, provocando cambios en la presión del aire. Unos pequeños sensores detectan estos cambios de presión y proporcionan información en tiempo real al robot. Esta información permite al sistema detectar si un objeto resbala.
Los investigadores probaron las pinzas con 31 objetos: frambuesas, patatas fritas, botes de mermelada, bolas de billar, latas de sopa y manzanas. El sistema obtuvo un 91,9% de éxito en los experimentos de agarre de una sola prueba. También reconoció el 93% de los resbalones con una precisión del 100%.
"Los humanos cogemos los objetos con la fuerza justa: demasiada y los aplastamos, pero demasiado poca y se nos resbalan de la mano", explica Lillian Chin, profesora adjunta de Ingeniería Eléctrica e Informática de la UT.
Los sensores se imprimen en 3D y pueden adaptarse a distintas formas. La capacidad de detección de deslizamientos del sistema permite al robot ajustar su agarre cuando es necesario, evitando al mismo tiempo una fuerza excesiva.
Las aplicaciones potenciales incluyen el procesado de alimentos, donde las máquinas podrían manipular artículos frágiles como frutas, verduras y productos de panadería; la atención sanitaria, donde los robots podrían manejar instrumentos médicos o muestras biológicas; y la fabricación, donde componentes delicados como la electrónica o la cristalería requieren una manipulación cuidadosa.
Los diseños de hardware y los algoritmos se han hecho públicos para que puedan seguir investigándose y desarrollándose. El trabajo futuro se centrará en reducir la sensibilidad a los cambios de temperatura y mejorar la capacidad del sistema para detectar objetos que resbalan y reaccionar ante ellos.
El equipo del proyecto incluye a Yuke Zhu, profesor asociado del Departamento de Informática, y al estudiante de doctorado Mingyo Seo. La investigación ha contado con el apoyo del Programa de Afiliación Industrial de Robótica de Texas, la Fundación Nacional de la Ciencia, la Oficina de Investigación Naval, el programa TIAMAT de DARPA y el Instituto de Planificación y Evaluación de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones de Corea del Sur.
Para más información:
Mike Rosen
Universidad de Texas
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