Un nuevo amanecer en robótica: rotación de objetos basada en el tacto

En un desarrollo innovador, un equipo de ingenieros de la Universidad de California en San Diego (UCSD) ha diseñado una mano robótica que puede rotar objetos solo con el tacto, sin necesidad de entrada visual. Este enfoque innovador se inspiró en la forma natural en que los humanos manejan los objetos sin necesidad de verlos.

Un enfoque sensible al tacto para la manipulación de objetos

El equipo equipó una mano robótica de cuatro dedos con 16 sensores táctiles repartidos por la palma y los dedos. Cada sensor, que cuesta alrededor de $12, realiza una función simple: detecta si un objeto lo está tocando o no. Este enfoque es único, ya que se basa en numerosos sensores táctiles de baja resolución y bajo costo que utilizan señales binarias simples (toque o no toque) para realizar la rotación manual robótica.

Por el contrario, otros métodos dependen de unos pocos sensores táctiles de alta resolución y alto costo colocados en un área pequeña de la mano robótica, principalmente en la punta de los dedos. Xiaolong Wang, profesor de ingeniería eléctrica e informática en UC San Diego, quien dirigió el estudio, explicó que estos enfoques tienen varias limitaciones. Minimizan la posibilidad de que los sensores entren en contacto con el objeto, lo que limita la capacidad de detección del sistema. Los sensores táctiles de alta resolución que brindan información sobre la textura son extremadamente difíciles de simular y tienen un costo prohibitivo, lo que dificulta su uso en experimentos del mundo real.

El poder de las señales binarias

“Demostramos que no necesitamos detalles sobre la textura de un objeto para realizar esta tarea. Solo necesitamos señales binarias simples de si los sensores han tocado el objeto o no, y estas son mucho más fáciles de simular y transferir al mundo real”, dijo Wang.

El equipo entrenó su sistema utilizando simulaciones de una mano robótica virtual que gira un conjunto diverso de objetos, incluidos los que tienen formas irregulares. El sistema evalúa qué sensores de la mano están siendo tocados por el objeto en un momento dado durante la rotación. También evalúa las posiciones actuales de las articulaciones de la mano, así como sus acciones anteriores. Usando esta información, el sistema le indica a la mano robótica qué articulación debe ir en el próximo punto de tiempo.

El futuro de la manipulación robótica

Los investigadores probaron su sistema en la mano robótica de la vida real con objetos que el sistema aún no ha encontrado. La mano robótica pudo rotar una variedad de objetos sin detenerse o perder su control. Los objetos incluían un tomate, un pimiento, una lata de mantequilla de maní y un pato de goma de juguete, que fue el objeto más desafiante debido a su forma. Los objetos con formas más complejas tardaban más en girar. La mano robótica también podría rotar objetos alrededor de diferentes ejes.

El equipo ahora está trabajando para extender su enfoque a tareas de manipulación más complejas. Actualmente están desarrollando técnicas para permitir que las manos robóticas atrapen, lancen y hagan malabarismos, por ejemplo. “La manipulación manual es una habilidad muy común que tenemos los humanos, pero es muy compleja de dominar para los robots”, dijo Wang. “Si podemos dar a los robots esta habilidad, eso abrirá la puerta a los tipos de tareas que pueden realizar”.

Este desarrollo marca un importante paso adelante en el campo de la robótica, allanando potencialmente el camino para robots que puedan manipular objetos en la oscuridad o en entornos visualmente desafiantes.