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Robots blandos: una revolución que busca dejar atrás a los humanoides mecánicos
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Publicado el 18/05/2019

Están compuestos por partes blandas a las que se eliminó por completo los circuitos eléctricos y las piezas metálicas. Son más versátiles para nuevos usos en medicina y objetos espaciales.

Los recientes avances en la manipulación molecular de la materia abrieron la puerta a una nueva generación de autómatas mutantes que poseen “memoria de forma” (vuelven siempre a su anatomía original) y son resistentes a los golpes. Estos cuerpos maleables, a los que se define como robots blandos, son la contracara de esos humanoides de esqueleto rutilantes que se exhiben en las ferias de ciencia. Y aunque están compuestos por sustancias suaves y flexibles a las que se consiguió eliminar las piezas metálicas y los circuitos eléctricos, pueden alcanzar proezas de fuerza y habilidad.

El campo de acción de estos robots blandos es amplio, ya que pueden funcionar como dispositivos sanitarios que se degradan en horas, complementos espaciales, aplicaciones biomédicas o bien, para manipular objetos sensibles. Estos organismos artificiales se proponen imitan el resultado de 4.000 millones de años de evolución, ya que la versatilidad de su estructura está inspirada en la forma en que los humanos, los animales y las células se desplazan sobre el planeta.

Y aunque nadie puede pronosticar como lucirán las máquinas del futuro, a estos organismos de tejidos blandos se los valora como un avance en la escala robótica. La pregunta es si van a reemplazar a los tradicionales.

“Prevemos que estos robots van a operar en áreas donde los materiales inteligentes son ventajosos, como la asistencia sanitaria o la colaboración segura con usuarios humanos, o bien, en sectores de alta radiación, como sitios de desastre nuclear, donde la electrónica suele fallar”, le explicó a Clarín Daniel Preston, del departamento de Química y Biología Química de la Universidad de Harvard.

Unos meses atrás, Preston logró desarrollar, junto a su equipo, la primera computadora suave utilizando caucho, actuadores, señales neumáticas y reemplazando las partes electrónicas con aire presurizado. En este experimento comprobó que estas máquinas plásticas deben enfrentar los mismos desafíos de la distancia y autonomía de operación que los modelos clásicos.

“Mientras que los robots tradicionales están limitados por la vida útil de una batería, los blandos pueden ser alimentados por aire comprimido, el cambio de fase de vapor líquido (como es la evaporación de nitrógeno líquido) o reacciones químicas que forman gases o incluso la combustión”, detalla Preston.

La finalidad fue replicar el comportamiento de una computadora con voltaje, a través de sensores, controles y sistemas de energía que carecen de componentes rígidos. Y, mediante un proceso de fabricación único y de bajo costo, se integró la memoria y la toma de decisiones en sus materiales, utilizando una lógica digital.

“Nuestras compuertas lógicas digitales emplean una forma básica de ‘inteligencia’ que permite a los robots blandos almacenar memoria, tomar decisiones basadas en su entorno e incluso responder a las señales de los humanos. Sin embargo, no hemos replicado la ‘inteligencia artificial’ en el sentido tradicional, ya que los complejos cálculos requeridos serían prohibitivamente lentos utilizando nuestros diseños actuales para circuitos lógicos neumáticos, que son órdenes de magnitud más lentas que los circuitos lógicos electrónicos”, detalla Preston.

Otra de las bondades que ofrecen estás mutaciones de goma es la carta de la invisibilidad. Dependiendo del componente inteligente que se haya seleccionado, se podrán diseñar robots que se ajusten a una sustancia específica. Por ejemplo, si se elige un material que se camufla en agua, el robot parecerá transparente cuando se sumerja y no se lo podrá distinguir con facilidad.

Este es el caso de Octobot, un pulpo de goma que se alimenta de una reacción química que bombea gas hacia sus ocho extremidades, lo que permite que se pueda desplazar sin ayuda de baterías ni cables. La clave está en que se suplantaron los circuitos por canales y en lugar de hacer circular electrones fluyen líquidos y gases por sus partes.

“Para superar este reto combinamos el peróxido de hidrógeno, utilizado como combustible y un circuito lógico de microfluidos que permitió diseñar este robot sin necesidad de recurrir a las fuentes de energía ni a los sistemas electrónicos convencionales”, sostuvo Ryan Truby, del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de Harvard.

Este tipo de robot es más seguro y adecuado para utilizar en una interfaz entre máquinas y humanos. Su plasticidad, le permite adentre en lugares de difícil acceso, como las operaciones quirúrgicas complejas. Y si bien la autonomía de Octobot ronda los 10 minutos, los científicos indicaron que, con unos pocos ajustes, podrían lograr quefunciones de forma indefinida.

Además de la impresión 3D, una de las técnicas más prometedoras es el plegado de origami, lo que inauguró la ingeniería de robots blandos con súper poderes y generó nuevas oportunidades para la implementación de comportamientos autónomos con mayor rendimiento.

Una de las limitaciones históricas de los robots con una mecánica compleja es su incapacidad para empuñar objetos sensibles o irregulares como uvas o nanotecnología. Para remediar esta torpeza se recurrió a los dedos acolchados, lo que habilitó la manipulación de artículos frágiles pero impidió el acceso a los pesados o de gran volumen.

Tratando de optimizar este concepto, investigadores del MIT y la Universidad de Harvard desarrollaron una pinza blanda y resistente basadas en una estructura de origami. Se trata de un cono de papel que se cierra sobre los objetos y es capaz de levantar hasta 100 veces su peso. Esta succión permite que la pinza embolse una gama mucho más amplia de objetos, como latas de sopa, martillos, copas de vino, hasta un brote de soja.

Estos sistemas blandos son una excelente solución para que humanos y máquinas trabajen a la par en una línea de montaje. Entre las ideas más innovadoras en este campo está la que busca adaptar en los robots suaves un sistema de percepción inspirado en la forma en que los humanos procesan la información sobre sus propios cuerpos en el espacio y en relación con otros objetos y personas.

El equipo de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad de California, en San Diego, demostró en la publicación Science Robotics, que lograron este objetivo para un dedo robótico suave. Los investigadores incorporaron sensores de tensión arbitrariamente en el dedo robótico, sabiendo que responderían a una amplia variedad de movimientos y utilizaron técnicas de aprendizaje automático para interpretar las señales de los sensores.

Robot con capacidad de adaptación

Dra. Marcela Riccillo, especialista en Inteligencia Artificial y Robótica

Cuando se piensa en un robot, lo primero que viene a la mente generalmente es el estereotipo de humanoide metálico rígido. Pero los robots también pueden ser blandos (y ni siquiera tener forma humana).

Los brazos robots o robots industriales por ejemplo podrían requerir estructuras rígidas que les permitan operar con fuerza y precisión, pero a veces se necesita que el extremo de los mismos (la pinza) sea de un material blando para manipular con suavidad ciertos objetos.

Los investigadores están experimentando con diferentes materiales para la creación de robots que les permitan realizar tareas que requieran adaptarse a lugares intrínsecos, como reparación de cañerías, rescates en accidentes y hasta aplicaciones médicas.

El robot blando ficticio más famoso es Baymax (película Grandes Héroes de Disney 2014) que nació con esa textura para acercarse mejor a los humanos como asistente médico. Escapar de los estereotipos permite ampliar la creatividad y abrirse a un mundo de posibilidades.

Fuente: Clarín

Fecha: 13-5-2019

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