Bigotes electrónicos para potenciar el sentido del tacto de los robots

La piel humana cuenta con millones de terminaciones nerviosas, los llamados corpúsculos, que permiten registrar toda clase de estímulos. Por ejemplo, en un centímetro cuadrado hay tres millones y medio de corpúsculos destinados a percibir el dolor, quinientos mil para percibir sensaciones táctiles, doscientos cincuenta mil para detectar el frío y treinta mil especializados en registrar el calor. Es nuestra interfaz de comunicación con el mundo exterior. En el reino animal, sin embargo, existen también otro tipo de sensores muy eficaces, por ejemplo, los bigotes de las focas. Este vello les permite detectar cambios muy sutiles en el movimiento del agua con los que localizar la presencia de peces. Es en este tipo de sensores naturales en los que se han inspirado los investigadores de la Universidad de Texas, en EEUU, para avanzar en la sensibilidad robótica.

Ya hemos cubierto algunas innovaciones en tecnología encaminadas a dotar de piel sintética a robots y prótesis. Con ella, las máquinas del futuro podrán advertir la presión que ejercen sobre un material. Sin embargo, Jonathan Reeder, de la Escuela de Ingeniería y Ciencia Informática Erik Jonsson, se sintió intrigado por las posibilidades que ofrecía la utilización de filamentos artificiales para mejorar este tipo de sensibilidad en robots. Sus investigaciones, llevadas a cabo en colaboración con el Dr. Walter Voit, de la Universidad de Texas, han desembocado en la publicación de un artículo en la revista Advanced Materials, basado en la creación de unos bigotes electrónicos que superan en sensibilidad a la piel humana.

El prototipo que han desarrollado se fundamenta en una red de filamentos recortados con láser. El material utilizado es un polímero con memoria recubierto de una capa de oro de gran conductividad. A su vez, las terminaciones de cada filamento, que tiene el grosor de un cabello humano, cuentan con microsensores de tensión. La memoria del polímero convierte el material en flexible en presencia del calor por lo que los filamentos se erizan al exponerse al aire caliente.  Cuando se aplica la menor presión sobre ellos detectan el estímulo en menos de doscientos cincuenta microsegundos. Esta innovación tecnológica es capaz de medir parámetros como la fricción, la presión, la rigidez, la proximidad o la temperatura con una elevada precisión.

El funcionamiento de estos bigotes electrónicos es sensible al roce y puede mapear texturas al deslizarse sobre una superficie, distinguiendo si es lisa o rugosa. Por otro lado, la rigidez del material se determina al presionar los filamentos contra él, detectando la resistencia que ofrece. Por último, también son sensibles a los cambios de temperatura en áreas muy reducidas.

El camino a las prótesis sensibles

El objetivo final es que los robots puedan interactuar con el entorno de una manera mucho más precisa, sin causar desperfectos en los objetos que manipulan ni lesiones en los seres humanos. Hasta ahora, las tecnologías empleadas solo podían detectar variaciones en la presión de una forma relativamente rudimentaria.

Sin embargo, los impulsores de la nueva tecnología robótica aseguran que además de dotar de sensibilidad a los robots, algún día mejorarán considerablemente la sensibilidad de las prótesis humanas, llegando a superar incluso las facultades de la piel natural.

No obstante, el principal obstáculo para esta última aplicación sigue siendo la “traducción” de las señales eléctricas de los sensores al lenguaje del sistema nervioso humano.    

Fuentes: Universidad de Texas