Investigadores del CSAIL del MIT y del Wyss de Harvard han aplicado el arte del origami a la robótica blanda para dotar a la estructura de un esqueleto resistente y flexible. Los detalles del invento se publicaron recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences, lo que supone otro hito para este campo.
Acerca de los robots blandos
Las cualidades que definen a estos robots son la seguridad, la flexibilidad y la adaptabilidad, por lo que tienen una gran variedad de aplicaciones en la medicina y la industria. Los robots blandos son estructuras que funcionan mediante un sistema de diferencias de presión hidrostática. Se pueden comparar con bolsas o estuches flexibles que presentan un alto grado de compresibilidad. Las células vegetales contienen un material llamado citoplasma, y regular las diferencias de presión entre este fluido y el líquido que lo rodea les permite cambiar de forma.
De manera similar, en la robótica blanda se genera presión hidrostática mediante un motor eléctrico que modifica la presión del fluido dentro de la bolsa y, con ello, su rigidez. Las estructuras pueden utilizarse por separado o junto con otras para crear mecanismos que funcionen adecuadamente. Hasta hace poco, habían logrado aportar flexibilidad y adaptabilidad a la robótica, pero su falta de resistencia las había limitado.
El arte en la ciencia
Esto ha cambiado con la incorporación del origami al esqueleto de la estructura. Este arte del siglo XVII, en el que las estructuras se pliegan siguiendo patrones específicos para facilitar su almacenamiento y aportar resistencia, ha encontrado numerosos adeptos en la comunidad científica. Se ha utilizado con gran éxito en telescopios y en mecanismos de despliegue de paneles solares en naves espaciales. En la robótica blanda, un esqueleto inspirado en el origami aporta la resistencia necesaria y controla el funcionamiento de la estructura.
Superpoderes
El revestimiento exterior de cada unidad se puede comparar con los músculos por los estados de tensión y compresión que reproduce. Cada «músculo» puede contraerse hasta alcanzar el 10 % de su tamaño original y generar una presión de hasta seis veces la que puede ejercer un ser humano. Con un peso de apenas 2,6 gramos, puede levantar hasta tres kilogramos. Está fabricado con alcohol polivinílico (PVA) y, por menos de un dólar, se puede imprimir en 3D en 10 minutos. Además, el material es biodegradable, lo que beneficia al medio ambiente.
Daniela Rus, miembro sénior del equipo y directora del CSAIL, dijo: «Nos sorprendió mucho la fuerza de los músculos. Esperábamos que soportaran un peso funcional máximo superior al de los robots convencionales, pero no esperábamos un aumento de 1000 veces. Es como dar superpoderes a estos robots».
Una aplicación
La estructura está limitada por la orientación del esqueleto, lo que significa que solo puede tener un modo de funcionamiento y un patrón de movimiento fijo. Aun así, se pueden combinar varias de estas unidades para su funcionamiento. El equipo responsable ha realizado numerosas pruebas para determinar su viabilidad y ha logrado manipular flores pequeñas y neumáticos pesados con los robots.
Hasta ahora, la manipulación de distintos tipos de objetos con formas diferentes se abordaba mediante inteligencia artificial. La estructura flexible de los robots blandos resuelve este problema y se comporta como una mano humana gracias a su superficie blanda. El sistema también elimina los sistemas de control necesarios para accionar una articulación robótica, ya que funciona de forma similar a un interruptor con una función de encendido y apagado; la fuerza motriz la proporciona la hidráulica. Los robots tienen muchas aplicaciones en la cirugía invasiva y como exoesqueletos para el trabajo manual.
A su propia imagen
El ser humano siempre ha intentado dotar a los robots de un aspecto humano. Quizá para crear un sustituto humano o simplemente para conectar mejor con una creación fría y carente de emociones. La inteligencia artificial ha avanzado a pasos agigantados: al robot humanoide Sophia se le concedió la ciudadanía saudí. Sin embargo, el aspecto físico de un ser así no está tan avanzado como su capacidad de procesamiento. Los robots blandos han dado un paso adelante en este sentido y han reducido la brecha entre el ser humano y las máquinas.
