3 de December de 2021

Robots que sienten cuando ven

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Mano robótica humanoide. Concepto de cyborg futurista.

Si bien las cámaras modernas ofrecen a las máquinas un sentido de la vista muy desarrollado, los robots aún carecen de una solución tan completa para su sentido del tacto. En la ETH de Zúrich, en el grupo dirigido por el profesor Raffaello D’Andrea en el Instituto de Control y Sistemas Dinámicos, hemos desarrollado un principio de detección táctil con el que los robots pueden obtener una amplia información de contacto de sus interacciones con el medio ambiente. Recientemente describí nuestro enfoque en una charla TEDx en el último TEDxZurich. La charla incluirá una demostración tecnológica que mostrará la novedosa tecnología de sensores táctiles dirigida a la próxima generación de pieles de robot blandas.

La tecnología del sensor se basa en una cámara que rastrea partículas fluorescentes que están distribuidas de forma densa y aleatoria en un gel suave y maleable. La aleatoriedad de los patrones simplifica la fabricación del gel y su densidad proporciona información de deformación en cada píxel de la imagen resultante. Además, la técnica no presupone la forma de la superficie de detección, que puede ser de cualquier geometría.

Si bien las imágenes que capturan el movimiento de las partículas se pueden interpretar de manera intuitiva y en algunos casos visualmente, la extracción de cantidades físicas precisas es un desafío. Para superar la complejidad de modelar el comportamiento de materiales blandos en tiempo real, la información extraída de las imágenes se asigna a la distribución de las fuerzas de contacto aplicadas (cizallamiento y presión) de una manera controlada por datos. En particular, se utiliza una red neuronal que está completamente entrenada a través de simulaciones precisas de elementos finitos para extraer el mapeo mencionado anteriormente.

Esta tecnología tiene el potencial de afectar varias áreas de aplicación, la más obvia es la manipulación robótica. En una prueba de concepto reciente, mostramos cómo se pueden lograr tareas de manipulación altamente dinámicas utilizando solo la detección táctil, como se muestra en el video a continuación.

Además, su versatilidad hace que este enfoque sea adecuado para varios productos fuera del campo de la robótica. De hecho, un sentido del tacto artificial puede encontrar aplicación en sistemas protésicos inteligentes, con el potencial de restaurar las sensaciones táctiles en personas que han perdido extremidades.

Carlo Sferrazza

Autor invitado

Carlo Sferrazza es estudiante de doctorado en el Instituto de Control y Sistemas Dinámicos de ETH Zurich bajo la dirección del Prof. Raffaello D’Andrea. Sus intereses de investigación actuales incluyen el diseño y desarrollo de sensores táctiles visuales basados ​​en datos y controles predictivos de modelos basados ​​en el aprendizaje.

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