Investigadores del Instituto de Robótica e Inteligencia de Máquinas de Múnich (MIRMI) de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) han desarrollado un proceso automático para fabricar sensores blandos. Estas celdas de medición universales se pueden conectar a casi cualquier tipo de objeto. Se prevén aplicaciones especialmente en robótica y prótesis.
« Detectar y sentir nuestro entorno es esencial para comprender cómo interactuar con él de manera efectiva », dice Sonja Groß. Un factor importante para las interacciones con los objetos es su forma. « Esto determina cómo podemos realizar ciertas tareas », dice el investigador del Instituto de Robótica e Inteligencia de Máquinas de Munich (MIRMI) en TUM. Además, las propiedades físicas de los objetos, como su dureza y flexibilidad, influyen en cómo podemos agarrarlos y manipularlos, por ejemplo.
Mano artificial: interacción con el sistema robótico
El santo grial en robótica y prótesis es una emulación realista de las habilidades sensoriomotrices de una persona, como las de una mano humana. En robótica, los sensores de fuerza y par están completamente integrados en la mayoría de los dispositivos. Estos sensores de medición brindan información valiosa sobre las interacciones del sistema robótico, como una mano artificial, con su entorno. Sin embargo, los sensores tradicionales se han visto limitados en cuanto a posibilidades de personalización. Tampoco pueden vincularse a objetos arbitrarios. En resumen: hasta ahora, no existía ningún proceso para producir sensores para objetos rígidos de formas y tamaños arbitrarios.
Nuevo marco para sensores blandos presentado por primera vez
Este fue el punto de partida de la investigación de Sonja Groß y Diego Hidalgo, que ahora han presentado en la conferencia de robótica ICRA en Londres. La diferencia: un material suave, similar a la piel, que envuelve los objetos. El grupo de investigación también ha desarrollado un marco que automatiza en gran medida el proceso de producción de esta piel. Funciona de la siguiente manera: « Usamos software para construir la estructura de los sistemas sensoriales », dice Hidalgo. « Luego enviamos esta información a una impresora 3D donde se fabrican nuestros sensores blandos ». La impresora inyecta una pasta negra conductora en silicona líquida. La silicona se endurece, pero la pasta queda encerrada y permanece líquida. Cuando los sensores se aprietan o estiran, su resistencia eléctrica cambia. “Eso nos dice cuánta fuerza de compresión o estiramiento se aplica a una superficie. Usamos este principio para obtener una comprensión general de las interacciones con los objetos y, específicamente, para aprender a controlar una mano artificial que interactúa con estos objetos”, explica Hidalgo. Lo que diferencia su trabajo: los sensores incrustados en silicio se ajustan a la superficie en cuestión (como los dedos o las manos) pero aún brindan datos precisos que pueden usarse para la interacción con el entorno.
Nuevas perspectivas para la robótica y especialmente la prótesis
« La integración de estos sensores suaves similares a la piel en objetos 3D abre nuevos caminos para la detección háptica avanzada en inteligencia artificial », dice el director ejecutivo de MIRMI, el profesor Sami Haddadin. Los sensores proporcionan datos valiosos sobre las fuerzas de compresión y las deformaciones en tiempo real, proporcionando así una respuesta inmediata. Esto amplía el rango de percepción de un objeto o una mano robótica, lo que facilita una interacción más sofisticada y sensible. Haddadin: « Este trabajo tiene el potencial de generar una revolución general en industrias como la robótica, la prótesis y la interacción hombre/máquina al hacer posible la creación de tecnología de sensores inalámbricos y personalizables para objetos y máquinas arbitrarios ».
Video que muestra todo el proceso: https://youtu.be/i43wgx9bT-E