Ingenieros de Stanford desarrollan un guante electrónico que les da a los robots un sentido del tacto: Un guante electrónico que otorga a las manos robóticas algo de la destreza manual que disfrutan los humanos.

Los ingenieros de Stanford han desarrollado un guante electrónico que contiene sensores que algún día podrían dar a las manos robóticas el tipo de destreza que los humanos dan por sentado.. Los investigadores de Stanford desarrollaron los sensores táctiles similares a la piel que permiten que esta mano robótica ejerza la cantidad justa de presión para levantar y mover una pelota de ping pong sin aplastarla..

en un papel publicado noviembre. 21 en Ciencia Robótica, ingeniero químico Zhenanbao y su equipo demostraron que los sensores funcionan lo suficientemente bien como para permitir que una mano robótica toque una baya delicada y manipule una pelota de ping-pong sin aplastarla.

“Esta tecnología nos pone en el camino a un día de dar a los robots del tipo de capacidades de detección que se encuentra en la piel humana,”Dijo Bao.

Bao dijo que los sensores en los dedos del guante de medir simultáneamente la intensidad y la dirección de la presión, dos cualidades esenciales para lograr la destreza manual. Los investigadores aún deben perfeccionar la tecnología para controlar automáticamente estos sensores, pero cuando lo hacen, un robot que use el guante podría tener la destreza para sostener un huevo entre el pulgar y el índice sin romperlo o dejar que se deslice.

Electrónica imitando la vida

El guante electrónico imita la forma en que las capas de la piel humana trabajan juntas para dar a nuestras manos su extraordinaria sensibilidad..

Nuestra capa exterior de piel está imbuida de sensores para detectar la presión., calor y otros estímulos. Nuestros dedos y palmas son particularmente ricos en sensores táctiles.. Estos sensores funcionan en conjunto con una subcapa de piel llamada espinoso., un terreno microscópico accidentado de colinas y valles.

Esa protuberancia es crítica.. Cuando nuestro dedo toca un objeto, la capa externa de la piel se acerca al espinoso. Un toque ligero se siente principalmente por sensores cerca de las cimas de las colinas.. Una presión más intensa empuja la piel exterior hacia los valles del espinoso., provocando sensaciones táctiles más intensas.

Pero medir la intensidad de la presión es solo una parte de lo que permite el espinoso. Esta subcapa irregular también ayuda a revelar la dirección de la presión., o fuerza cortante. Un dedo presionando el norte por ejemplo, crea señales fuertes en las laderas del sur de esas colinas microscópicas. Esta capacidad de sentir la fuerza de corte es parte de lo que nos ayuda a sostener un huevo con suavidad pero con firmeza entre el pulgar y el índice..

La becaria postdoctoral Clementine Boutry y el estudiante de maestría Marc Negre lideraron el desarrollo de los sensores electrónicos que imitan este mecanismo humano. Cada sensor en la punta del dedo del guante robótico está hecho de tres capas flexibles que funcionan en concierto. Las capas superior e inferior son eléctricamente activas.. Los investigadores colocaron una red de líneas eléctricas en cada una de las dos superficies enfrentadas., como filas en un campo, y giró estas filas perpendiculares entre sí para crear una densa matriz de pequeños píxeles de detección. También hicieron que la capa inferior tuviera baches como el espinoso..

El aislante de goma en el medio simplemente mantuvo separadas las capas superior e inferior de los electrodos.. Pero esa separación fue crítica., porque los electrodos que están cerca sin tocarse pueden almacenar energía eléctrica. Mientras el dedo robótico presionaba, apretando los electrodos superiores más cerca de la parte inferior, la energía almacenada aumentó. 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 de las cuadrículas perpendiculares., muy parecido a la piel humana.

toque delicado

Para probar su tecnología, los investigadores colocaron sus sensores de tres capas en los dedos de un guante de goma., y poner el guante en una mano robótica. Eventualmente, el objetivo es incrustar sensores directamente en una cubierta similar a la piel para manos robóticas.. En un experimento, que programan la mano robótica guante resistente a tocar suavemente una baya sin dañarlo. También programan la mano enguantada para levantar y mover una pelota de ping-pong sin aplastarla, utilizando el sensor para detectar la fuerza de corte apropiado para agarrar el balón sin dejarlo caer.

Bao dijo que, con la programación adecuada, una mano robótica que use el guante sensible al tacto actual podría realizar una tarea repetitiva, como levantar huevos de una cinta transportadora y colocarlos en cajas de cartón.. La tecnología también podría tener aplicaciones en cirugía asistida por robot., donde el control táctil preciso es esencial. Pero el objetivo final de Bao es desarrollar una versión avanzada del guante que aplique automáticamente la cantidad justa de fuerza para manejar un objeto de forma segura sin programación previa..

“Podemos programar una mano robótica para que toque una frambuesa sin aplastarla, pero estamos muy lejos de poder tocar y detectar que es raspberry y permitir que el robot lo recoja," ella dijo.

Fuente: news.stanford.edu, por Tom Abate