Un grupo de investigadores de Stanford han conseguido desarrollar un sensor que podría dotar a las manos de los robots con el sentido del tacto que tenemos los humanos. El sensor les da la suficiente sensibilidad como, por ejemplo, para sujetar un arándano sin aplastarlo. De momento, solo se ha implantado en dos dedos pero se espera que en un futuro pueda dar sensibilidad a todos los dedos y la palma de la mano, consiguiendo simular el sentido del tacto humano.
En un reciente artículo publicado en Sciences Robotics, la ingeniera química Zhenan Bao, junto con su equipo de investigadores, ha demostrado que los sensores funcionan con éxito y según explica “esta tecnología nos coloca en el camino que algún día nos llevará a dar a los robots las capacidades sensitivas que encontramos en la piel humana”.
Los sensores están implantados en un guante de goma que mide la intensidad y la dirección de la presión, dos cualidades esenciales para alcanzar destreza manual, según explica Bao. La tecnología aún se tiene que perfeccionar para que funcione de forma automática, pero una vez que se consiga, los robots serán capaces de sujetar un huevo con el dedo índice y pulgar sin que se rompa ni se le caiga.
Tecnología que imita la vida humana
Este guante electrónico imita el modo en el que las distintas capas de la piel humana trabajan juntas para dotar a nuestras manos de una sensibilidad extraordinaria. Nuestra capa más externa está repleta de sensores para detectar presión, calor y otros estímulos, siendo nuestros dedos y la palma particularmente sensibles.
A su vez, estos sensores trabajan con una subcapa de piel que recibe el nombre de estrato espinoso de la epidermis que se caracteriza por su irregularidad, aspecto clave para el tacto, y se puede definir como un terreno microscópico formado por colinas y valles.
Cuando nuestro dedo toca un objeto, la dermis se acerca al estrato espinoso. Si es un toque ligero lo sentimos a través de los sensores que están próximos a la cima de esas colinas, pero los toques más profundos obligan a la capa externa a tomar contacto con los valles, dándonos una experiencia de tacto más intensa.
Pero medir la intensidad de la presión es solo una de las funciones de esta capa. También ayuda a revelar la dirección de la presión o las fuerzas de fricción. Esta habilidad de sentir la fuerza de fricción es la que nos ayuda, por ejemplo, a sujetar un huevo con el índice y pulgar, con fuerza pero con la justa delicadeza para que no se rompa.
¿Cómo se ha diseñado el guante?
Clementine Boutry, académica de posdoctorado y Marc Negre, estudiante de master, han liderado el desarrollo de los sensores electrónicos que tiene el guante y que precisamente emulan este mecanismo. Estos sensores están hechos con tres capas que funcionan conjuntamente y simulan el funcionamiento de las capas de la piel humana. Las capa superior e inferior son eléctricamente activas. Los investigadores colocaron una cuadrícula de líneas eléctricas en cada una de las dos superficies enfrentadas, como filas en un campo, y convirtieron estas filas en perpendiculares entre sí para crear una matriz densa de pequeños píxeles de detección. También hicieron que la capa inferior tuviera baches, como el estrato espinoso.
El aislante de goma en el centro simplemente mantuvo las capas superior e inferior de los electrodos separados. Pero esa separación fue crítica, porque los electrodos que están cerca sin tocarse pueden almacenar energía eléctrica. Cuando el dedo robótico presiona hacia abajo, apretando los electrodos superiores más cerca del fondo, la energía almacenada aumenta. Las colinas y los valles de la capa inferior proporcionaron una forma de mapear la intensidad y la dirección de la presión en puntos específicos en las rejillas perpendiculares, al igual que la piel humana.
Bao asegura que con una adecuada programación, un robot podría elaborar tareas repetitivas como almacenar huevos en cajas de cartón o siendo más ambiciosos, en un futuro podrían implantarse en la cirugía. Pero según la experta, aún queda un largo camino por recorrer. “Podemos programar una mano de un robot para que coja una frambuesa sin romperla, pero estamos muy lejos de ser capaces de programarlo para que el robot detecte qué es una frambuesa y sea capaz de escogerla”, concluye.
Por Fórmate a Fondo