Investigadores de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado una mano robótica capaz de manipular objetos frágiles, como patatas fritas o frambuesas, sin dañarlos. Esta tecnología, denominada “Fragile Object Grasping with Tactile Sensing” (FORTE), combina la sensibilidad táctil con la robótica blanda para mejorar la manipulación de artículos delicados.
“Actualmente, los robots pueden realizar movimientos amplios en el hogar, pero tienen dificultades con acciones finas y delicadas”, explicó Siqi Shang, autor principal de un estudio publicado en IEEE Robotics and Automation Letters y doctorando en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y de la Computación Chandra Family de la Escuela de Ingeniería Cockrell. “Un robot puede doblar una camisa, pero podría tener problemas para recoger sus gafas con cuidado o para sacar fruta de sus compras. Creemos que los sensores proporcionan a los robots un sentido del tacto que les permite manipular estos objetos con delicadeza.”
© The University of Texas
Los dedos de la mano robótica se basan en el efecto Fin-Ray, un principio de diseño inspirado en las aletas de los peces. Los dedos fueron fabricados mediante impresión 3D e incorporan canales de aire internos que funcionan como sensores táctiles.
Cuando los dedos se mueven para agarrar un objeto, los canales de aire se desplazan, lo que provoca cambios en la presión del aire. Pequeños sensores detectan estas variaciones de presión y proporcionan retroalimentación en tiempo real al robot. Con esta información, el sistema puede determinar si un objeto se está deslizando.
Los investigadores probaron los manipuladores en 31 objetos diferentes, incluyendo frambuesas, patatas fritas, tarros de mermelada, bolas de billar, latas de sopa y manzanas. El sistema logró una tasa de éxito del 91,9% en los intentos de agarre con un solo intento, y además, reconoció el 93% de los agarres fallidos con una precisión del 100%.
“Los humanos agarramos los objetos con la fuerza justa; demasiada fuerza y los aplastamos, muy poca y se nos resbalan de las manos”, señaló Lillian Chin, profesora asistente de ingeniería eléctrica e informática en la UT.
Los sensores son impresos en 3D y pueden adaptarse a diferentes formas. Gracias a la función de detección de deslizamiento del sistema, el robot puede ajustar su agarre según sea necesario, evitando al mismo tiempo aplicar una fuerza excesiva.
Las posibles aplicaciones abarcan la industria alimentaria, donde las máquinas podrían manipular artículos delicados como frutas, verduras y productos de panadería; el sector sanitario, donde los robots podrían agarrar instrumentos médicos o muestras biológicas; y la fabricación, donde componentes sensibles como la electrónica o el vidrio requieren un manejo cuidadoso.
Los diseños de hardware y los algoritmos se han puesto a disposición del público para fomentar la investigación y el desarrollo adicionales. Los trabajos futuros se centrarán en reducir la sensibilidad a los cambios de temperatura y mejorar la capacidad del sistema para detectar y reaccionar ante objetos que se deslizan.
El equipo del proyecto incluye a Yuke Zhu, profesor asociado del Departamento de Informática, y al doctorando Mingyo Seo. La investigación fue apoyada por el Programa de Afiliados Industriales de Robótica de Texas, la National Science Foundation, la Office of Naval Research, el programa DARPA TIAMAT y el Instituto de Planificación y Evaluación de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones de Corea del Sur.
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Mike Rosen
The University of Texas
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