Los robots basados en materiales flexibles suelen ser más efectivos al replicar la apariencia, los movimientos y las habilidades tanto de humanos como de animales.

Los robots blandos o suaves, también conocidos como softrobots, son dispositivos inspirados en los sistemas biológicos, que permiten adaptarse a ambientes o entornos impredecibles. Están construidos por materiales polímeros blandos, ligeros, deformables y flexibles, que permitan sostener su propio peso. Sin embargo, muchos de ellos son difíciles de producir a gran escala debido al alto costo de sus componentes o a su proceso de fabricación complejo.

Ahora, investigadores de la Universidad de Coimbra en Portugal han puesto manos a la obra para solucionar ese problema de escalabilidad. El diseño, presentado en Cyborg and Bionic Systems, integra actuadores blandos con un exoesqueleto.

«La mayoría de los robots están hechos de materiales rígidos», dijo Pedro Neto, uno de los investigadores que llevó a cabo el estudio, en una entrevista con el medio especializado Tech Xplore. «Aún así, cuando observamos a los animales, notamos que sus cuerpos pueden estar compuestos por partes duras (esqueletos) y partes blandas (como músculos). Algunos animales, como las lombrices, son completamente de cuerpo blando. Tomando inspiración de la naturaleza, anticipamos que la próxima generación de robots incorporará componentes hechos de materiales suaves o, en algunos casos, pueden ser completamente de cuerpo blando».

En comparación con los robots rígidos, los sistemas robóticos suaves podrían ser más seguros y podrían convivir mejor con humanos o animales tanto en entornos exteriores como interiores. Por ejemplo, si chocan con humanos, animales u objetos en su entorno, es menos probable que estos robots causen daños significativos o lesiones.

Mano robótica

El objetivo principal del reciente trabajo realizado por Neto y sus colegas era desarrollar una nueva mano robótica suave que fuera segura y asequible. Una mano de este tipo teóricamente sería más fácil de implementar a gran escala, impulsando así nuevas investigaciones e innovaciones en el campo de la robótica.

«Utilizamos el análisis de elementos finitos para optimizar el diseño antes de fabricar físicamente la mano, lo que redujo los costos de prototipado», explicó Neto. «La utilización de la impresión 3D convencional resultó efectiva al imprimir directamente algunos componentes en materiales suaves y moldes en materiales rígidos».

La mano robótica suave creada por Neto y sus colegas se basa en varios materiales diferentes. Su estructura cuidadosamente diseñada tenía como objetivo replicar la apariencia y la funcionalidad de las manos humanas, reproduciendo sus movimientos y habilidades.

«La configuración de la mano robótica consta de cinco actuadores suaves, cada uno correspondiente a un dedo, y un exoesqueleto para promover la flexibilidad de los dedos», precisó Neto. «Un controlador ON-OFF mantiene los ángulos de flexión de los dedos especificados, permitiendo que la mano sujete eficazmente objetos de diversas formas, pesos y dimensiones».

Hasta el momento, los investigadores han evaluado el rendimiento de su mano robótica en una serie de simulaciones y experimentos. Los resultados iniciales son muy prometedores, ya que la mano pudo sujetar con éxito numerosos objetos de diferentes formas, pesos y tamaños.

«La principal contribución es el sistema integrado de diseño y fabricación que utiliza el análisis de elementos finitos para optimizar el diseño antes de su fabricación», dijo Neto. «Este logro tiene el potencial de aumentar la accesibilidad de las manos robóticas suaves al mismo tiempo que reduce los costos y elimina los procedimientos de diseño y fabricación que suelen ser consumidores de tiempo y recursos».

En el futuro, la mano robótica suave desarrollada por este equipo de investigadores podría ser utilizada tanto por equipos académicos como por robotistas individuales para probar nuevos algoritmos de inteligencia artificial (IA) y otras herramientas computacionales destinadas a mejorar las habilidades de los robots. Además, su diseño podría abrir nuevas vías para la fabricación económica de robots humanoides que puedan ayudar a los humanos en sus actividades cotidianas.

Fuente: TX. Edición: MP.

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