Un innovador diseño con filamentos de goma para manipular objetos delicados.
Innovador diseño con filamentos de goma para brazos robóticos. (Crédito: Harvard Microrobotics Lab/Harvard SEAS)
Un grupo de ingenieros de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) John A. Paulson de Harvard, desarrollaron una nueva tecnología que representa un abordaje tecnológico disruptivo respecto al tradicional diseño que emula la lógica de articulación propia de una mano humana o pinza, en el extremo de un brazo robótico articulado.
Las pinzas robóticas en la actualidad dependen y precisan de sensores embebidos, bucles de retroalimentación complejos o algoritmos avanzados de machine learning, combinados con la habilidad de un operador, para manipular objetos frágiles o con formas irregulares.
Para este particular desarrollo tecnológico, el grupo de científicos de la universidad de Harvard se inspira en las medusas y la particular lógica de funcionamiento de sus extremidades en el mar. A partir de esa referencia de la naturaleza, los ingenieros plasman un nuevo diseño que despliega una serie de tubos neumáticos de goma suave, cual filamentos, que tienen la capacidad de agarrar o atrapar un objeto para levantarlo y manipularlo.
Los filamentos cuelgan del extremo del brazo robótico articulado. Cuando las fibras se activan, se enrollan y contraen, enredando el objeto que manipula el brazo. Luego, cuando dichas fibras se relajan, el objeto es liberado. Actuando solo, un tentáculo o filamento individual es débil. Pero juntos, un grupo de ellos puede sostener, en forma segura y suave a la vez, objetos pesados o de forma irregular. La complejidad radica, entre otros aspectos, en la densidad de esos filamentos suaves pero también en su combinación entre unos tubos débiles y otros más fuertes. “El entrelazamiento permite que cada filamento altamente compatible se ajuste localmente a un objeto destino, lo que lleva a una comprensión topológica segura pero suave que es relativamente independiente de los detalles de la naturaleza del contacto”, comenta L. Mahadevan , uno de los autores de la investigación y profesor de Matemáticas Aplicadas en el SEAS.
Los tubos son huecos y de goma y presentan una zona más gruesa, para obligar al tentáculo a contraerse como un rulo. Según explica una nota de prensa publicada por la universidad americana, el mecanismo utiliza el simple inflado para activar los tubos y envolver el objeto, sin necesidad de requerir sensores, planificación, control de retroalimentación, programación ni tampoco un algoritmo complejo, como el aplicado para las pinzas robóticas. Para liberar el objeto, los filamentos simplemente se despresurizan.
Los tentáculos del robot envuelven a un objeto con forma irregular. (Crédito: Harvard Microrobotics Lab/Harvard SEAS)
La investigación fue recientemente publicada en octubre como artículo académico en el sitio Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). “Con esta investigación, queremos reimaginar cómo interactuamos con objetos”, explica Kaitlyn Becker, otro de los autores del innovador proyecto.
“Este abordaje expande el rango de qué es posible manipular con sujeción robótica”, concluye Robert Wood, otro autor participante de la investigación, sugiriendo que este desarrollo es el potencial comienzo para un vasto campo de aplicación.
Si bien esta nueva tecnología robótica se trata de un prototipo y continúa en una fase experimental, los posibles entornos de uso son muy diversos: desde la recolección de fruta delicada, pasando por la manipulación de vidrio u objetos frágiles, hasta el sector de almacenamiento y logística. Sorprendete con los tentáculos de este brazo robótico en el siguiente video (activá el subtítulo):
