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Computación

Un agarre robótico más simple y delicado

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Una nueva mano artificial resulta prometedora para su uso en robots y prótesis.

  • por Kristina Grifantini | traducido por Francisco Reyes (Opinno)
  • 28 Septiembre, 2009

Los robots industriales se utilizan desde hace tiempo en las fábricas, aunque la mayoría de los robots necesitan unas manos complejas y software potente para poder agarrar objetos normales sin dañarlos.

Un equipo de investigadores de las Universidades de Harvard y Yale han desarrollado una mano robótica delicada y simple capaz de agarrar una serie de objetos suavemente, y que ajusta automáticamente sus dedos para proporcionar una buena sujeción. La nueva mano también se podría utilizar como brazo prostético.

“Cuando empiezas a utilizar robots en el entorno humano, el hecho de poder adaptarse es muy ventajoso,” afirma Charlie Kemp, profesor asistente en Georgia Tech y que se dedica al diseño de robots para la asistencia en el hogar. “No siempre sabes dónde están las cosas. No es cuestión de abrirse camino y acabar rompiendo cualquier cosa. Tienes que hacer que la mecánica se adapte.”

Hay otros investigadores que ya han creado manos robóticas delicadas, tales como el Sensopac de Intel, u Obrero, creado por MIT, aunque normalmente están cargadas con diversos tipos de complejos sensores y motores, y necesitan utilizar potentes algoritmos para tener en cuenta cada movimiento de los dedos o articulaciones. Por el contrario, la nueva mano robótica sólo posee unos pocos sensores y un único motor, aunque puede recoger una gran variedad de objetos con la flexibilidad de una mano humana.

Aaron Dollar, profesor asistente en la Universidad de Yale y director del estudio, señala que cuando alcanzamos un objeto normalmente no lo agarramos con fuerza, sino que nuestros dedos están relajados para así evitar que el objeto se caiga. Al hacer que la mano del robot sea flexible se consigue recoger objetos incluso con errores de cálculo mínimos. Los sensores integrados también permiten a esta nueva mano sentir el objeto y ajustar el agarre. Es muy similar, afirma Dollar, a si tomas una taza de café con los ojos cerrados: primero calculas el agarre necesario antes de tomarla con la mano.

“Básicamente no sabemos nada acerca del objeto antes de agarrarlo, alargamos la mano hacia adelante a través de un sencillo algoritmo, para tener un mejor conocimiento de la localización del objeto,” afirma Dollar. La licencia de uso de la mano acaba de ser otorgada a Barret Technology, una compañía con sede en Cambridge, Massachusetts, que se dedica a la venta de manos robóticas para tareas de investigación.

“Han logrado demostrar que la mano se adapta, por lo que no tienes que posicionarla de forma precisa como ocurre con otros tipos de manos,” afirma Kemp en relación al trabajo de Dollar. “El robot no tiene que saber exactamente dónde está el objeto, y en los entornos humanos esto es algo que resulta de mucho valor.” Añade que un agarre rígido requiere un control y una ejecución de mayor precisión—y, consecuentemente, una mayor potencia de proceso informático.

La mano robótica de Dollar consiste en cuatro dedos hechos de un tipo de polímero flexible y duradero. Un único motor y carretilla mueven las articulaciones de los dedos y hacen que se abran o se cierren. Cada suave dedo de polímero contiene sensores integrados, como se detalla en la edición online de Autonomous Robots de agosto de 2009. Dollar integró dos sensores piezoeléctricos—que informan del contacto físico en forma de respuesta voltaica—dentro de cada uno de los cuatro dedos a través de un proceso de moldeado llamado manufactura de deposición de forma (shape deposition manufacturing, SDM). Este proceso permite que varios materiales distintos se depositen capa tras capa, por lo que se pueden colocar sensores y otros objetos dentro del material, el cual también se encarga de proteger los componentes.

“Los diseños de manos robóticas tradicionales pueden resultar muy complicados y conllevan decenas o cientos de partes diminutas que se tienen que ensamblar laboriosamente,” afirma Andrew Ng, uno de los ganadores del TR35 2008 y profesor asociado en la Universidad de Stanford dedicado al trabajo con robots de uso en el hogar. “El trabajo de Dollar proporciona a los diseñadores de robots una nueva forma muy interesante de construir manos robóticas.” Añade que está pensando en aplicar la técnica de fabricación a su propio trabajo.

“El trabajo de Dollar supone un paso adelante dentro de la mecánica inteligente con controles y sensores de bajo nivel,” afirma Kemp. “Hará que las cosas funcionen mejor, sin tener que utilizar una gran cantidad de sensores ni potencia de cálculo. Eso es exactamente no lo que necesitamos hoy día, porque queremos que los robots entren en los entornos humanos.”

En la actualidad el sistema sólo emplea un tipo de agarre—el agarre de “potencia”, que es útil para recoger algunos objetos, como una lata de soda, una pelota o un martillo. Posteriormente, Dollar espera poder añadir el agarre de “precisión”, para permitir que la mano recoja objetos más pequeños, como por ejemplo un bolígrafo.

Un antiguo colega de Dollar, Robert Howe, colaborará con Peter Allen, profesor de la Universidad de Columbia, y que ha desarrollado un software para simplificar el agarre robótico, en la mejora de la funcionalidad de la mano. Dollar espera que la mano se use en un futuro no sólo en la robótica sino en el campo de las prótesis. Utilizar una “mano robótica rígida para darle la mano a alguien es mucho menos humano,” afirma.

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