Un brazo robótico de laboratorio detecta el tacto en todo su largo

Un brazo robótico de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong ya es capaz de distinguir una palmada de un golpe seco, y puede mantener una pelota de baloncesto en equilibrio sobre el antebrazo. EmArm, como lo llama el equipo, lo consigue gracias a más de 71.000 milímetros cuadrados de piel táctil blanda que recubre su antebrazo y su brazo. Los resultados se publican en Nature Sensors y proceden de experimentos de laboratorio dirigidos por la profesora Shen Yajing y su equipo del Mevita Robotics Lab.

La mayoría de los robots perciben el contacto solo allí donde hay un sensor, normalmente en la pinza. Colocar sensores en el exterior de una extremidad añade cableado y fragilidad. El equipo de la HKUST optó por otra vía, inspirada en la estructura de «hueso, músculo y piel» del cuerpo humano: situó una piel óptica blanda dentro del esqueleto rígido, y cámaras submilimétricas leen cómo se deforma esa piel cuando algo la toca. El enfoque óptico también reduce el complejo cableado que necesitan las pieles electrónicas, y el equipo afirma que es resistente a las interferencias electromagnéticas, luminosas, térmicas, de humedad y acústicas.

Las mediciones son precisas. EmArm alcanza una resolución espacial de 0,085 milímetros, que los investigadores comparan con la piel de la yema de los dedos humanos, y su umbral de discriminación de dos puntos es de 18,2 milímetros, mientras que la piel del brazo humano medio se sitúa entre 30 y 50 milímetros. Su fidelidad de detección se mantuvo en hasta 97,9 % frente a cinco tipos de interferencias ambientales. Una capa de sensores sobre la estructura de un robot puede debilitarla, por lo que el equipo también puso a prueba la mecánica: el brazo resistió cargas de presión superiores a 15 kg y cargas de torsión de 7,35 Nm, y mantuvo una precisión de repetición de posicionamiento que los investigadores describen como comparable a la de los brazos convencionales.

El software es lo que convierte esta piel en comportamiento. El brazo combina los datos de los ángulos de las articulaciones con los datos táctiles, extrae la ubicación, el área, la fuerza y el número de puntos de contacto, y los envía directamente a su control de movimiento. En la prueba del baloncesto, ajustó su postura y sus fuerzas de forma continua para mantener la pelota estable. En la prueba del obstáculo, una mano humana que entraba en su trayectoria, invisible para las cámaras, fue detectada a través del tacto: el brazo se detuvo, juzgó si la obstrucción era temporal o permanente y replanificó su recorrido. En las interacciones sociales, reconoció cinco tipos de contacto —caricia, pellizco, toque, cosquilleo y golpe— con una precisión de hasta 99,8 %, y respondió con expresiones de alegría, tristeza, curiosidad, timidez o enfado.

¿Y en la práctica? Por ahora, el avance es una demostración: un robot que sigue trabajando con seguridad cuando no puede ver lo que lo toca. Los investigadores afirman que el enfoque podría extenderse a las piernas, al torso y a otras partes del cuerpo, lo que, según sostienen, podría ayudar a los robots humanoides a trabajar con más seguridad en fábricas, hogares y tareas de asistencia médica. No se ha anunciado ningún calendario, producto ni socio industrial. Las cifras proceden de los experimentos del propio equipo y deberán ser reproducidas por otros grupos, en entornos reales, antes de que nadie pueda saber hasta dónde llegan.