La piel artificial biológica en robots les permite detectar sus propios cuerpos y alrededores, una capacidad crucial cuando están en contacto cercano con personas.
La piel artificial biológica en robots… Los hace más ¿humanos?
Inspirado en la piel humana, se desarrolló un sistema que combina piel artificial con algoritmos de control. El sistema se utilizó para crear el primer robot humanoide autónomo con piel artificial de cuerpo completo.
La piel artificial consiste en células hexagonales de aproximadamente una pulgada de diámetro. Cada uno está equipado con un microprocesador y sensores para detectar contacto, aceleración, proximidad y temperatura. Dicha piel artificial permite a los robots percibir su entorno con mucho mayor detalle y con más sensibilidad. Esto no solo los ayuda a moverse con seguridad, sino que también los hace más seguros cuando operan cerca de las personas, dándoles la capacidad de anticipar y evitar activamente los accidentes.
Entre obstáculos y esfuerzos
El mayor obstáculo en el desarrollo de la piel del robot ha sido la capacidad informática. La piel humana tiene alrededor de cinco millones de receptores. Los esfuerzos para implementar el procesamiento continuo de datos de sensores en piel artificial pronto se encontraron con límites. Los sistemas anteriores se sobrecargaron rápidamente con datos de unos pocos cientos de sensores.
Para superar este problema, los investigadores no monitorean las células de la piel de forma continua, sino con un sistema basado en eventos, lo que reduce el esfuerzo de procesamiento hasta en un 90 %. Las celdas individuales transmiten información de sus sensores solo cuando se cambian los valores. Esto es similar a la forma en que funciona el sistema nervioso humano. Un humano puede, por ejemplo, sentir un sombrero cuando se lo pone por primera vez, pero se acostumbra rápidamente a la sensación. No es necesario volver a notar el sombrero hasta que se lo quite. Esto permite que el sistema nervioso humano se concentre en nuevas impresiones que requieren una respuesta física.
La primera prueba
Con el enfoque basado en eventos, los investigadores aplicaron piel artificial a un robot autónomo de tamaño humano que no depende de ningún cálculo externo. El robot H-1 está equipado con 1.260 células (con más de 13.000 sensores) en la parte superior del cuerpo, brazos, piernas e incluso las plantas de los pies. Esto le da una nueva sensación corporal; por ejemplo, con sus pies sensibles, H-1 puede responder a superficies irregulares del piso e incluso equilibrarse en una pierna.
Con su piel especial, H-1 puede abrazar a una persona de manera segura. Durante un abrazo, dos cuerpos se tocan en muchos lugares diferentes: el robot debe usar esta información compleja para calcular los movimientos correctos y ejercer las presiones de contacto correctas. En aplicaciones potenciales como el cuidado de enfermería, los robots deben estar diseñados para un contacto muy cercano con las personas.
El sistema de piel del robot también es muy robusto y versátil. Debido a que la piel consiste en células y no en una sola pieza de material, permanece funcional incluso si algunas células dejan de funcionar.