Toque humano en robots

Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado una piel a base de hidrogel que permite a los robots imitar el sentido del tacto humano y reconocer las propiedades táctiles de los objetos.

A lo largo de los años, los especialistas en robótica se han esforzado por crear robots que imiten a los humanos en apariencia y habilidades. Los avances tecnológicos recientes han traído nuevas perspectivas para los robots humanoides, como el uso de sensores mejorados y pieles artificiales suaves.

Investigadores del Laboratorio de Robótica Bioinspirada de la Universidad de Cambridge han desarrollado una nueva piel a base de hidrogel que permite a los robots percibir las propiedades táctiles de los objetos y simular el sentido del tacto humano. El equipo desarrolló una piel artificial estirable a base de hidrogel para detectar daños, detectar contacto y objetos, y monitorear el entorno utilizando un sistema de hardware basado en electrodos. El material similar a la piel de los investigadores es un hidrogel sensorizado que es estirable, adaptable y biodegradable. Combinaron este material con hardware de tomografía de impedancia eléctrica (EIT), que utiliza electrodos de borde para aplicar corrientes y medir voltajes, lo que permite a los investigadores inferir el estado de la piel a partir de los voltajes medidos. Esto permite a los investigadores reconocer toques o daños.

El equipo no utiliza una arquitectura tradicional basada en redes neuronales para analizar los datos recopilados por los electrodos, que es el enfoque estándar para la mayoría de las pieles artificiales. En cambio, crearon mapas de deformación para su sistema basado en hidrogel utilizando una pequeña cantidad de datos del mundo real. Durante sus evaluaciones iniciales, encontraron que su sistema superó significativamente a un sistema de piel artificial basado en redes neuronales tradicionales, logrando una resolución promedio de 12,1 mm en una piel circular de 170 mm.

El uso de la tomografía de impedancia eléctrica y la piel sensorial funcional crea problemas complejos que son difíciles de resolver matemáticamente. Al incorporar datos del mundo real, los investigadores simplificaron el proceso y ahora pueden abordar aplicaciones antes impensables, como: B. Agregar sensores táctiles en toda la superficie de los robots. El equipo evaluó la piel a base de hidrogel para detectar daños, controlar el entorno y detectar estímulos táctiles. El sistema funcionó bien en las tres aplicaciones, lo que indica su potencial para mejorar los sistemas robóticos blandos para diversas tareas.

Los investigadores creen que actualmente están mejorando la forma y el tamaño de las pieles para detectar estímulos más complejos. Su objetivo es permitir que la piel reconozca no solo la ubicación y la intensidad de los toques, sino también las posiciones de los dedos y el daño cuando la piel se aplica a una mano robótica.

Referencia: David Hardman et al., Percepción táctil en pieles robóticas basadas en hidrogel utilizando tomografía de impedancia eléctrica basada en datos, Materiales Hoy Electrónica (2023). DOI: 10.1016/j.mtelec.2023.100032