Un sensor cutáneo estirable proporciona a los robots esta sensación humana

Redacción

No es exagerado decir que los sensores estirables podrían cambiar la forma como los robots blandos funcionarán y sentirán. De hecho, serán capaces de sentir bastante.

Unos investigadores de la Universidad de Cornell han creado un sensor de fibra óptica que combina LEDs y tintes de bajo costo, dando como resultado una “piel” estirable que detecta deformaciones como la presión, la flexión y la tensión. Este sensor podría dar a los sistemas robóticos blandos – y a cualquiera que utilice la tecnología de realidad aumentada – la capacidad de sentir las mismas ricas sensaciones táctiles de las que dependen los mamíferos para navegar por el mundo natural.

Los investigadores, dirigidos por Rob Shepherd, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial, están trabajando para comercializar la tecnología para la terapia física y la medicina deportiva.

Su trabajo fue publicado en la revista Science. Los co-autores del artículo fueron los estudiantes de doctorado Hedan Bai y Shuo Li.

Bai se inspiró en los sensores de fibra óptica distribuidos a base de sílice y desarrolló una guía de luz extensible para la detección multimodal (SLIMS). Este largo tubo contiene un par de núcleos elastoméricos de poliuretano. Uno de los núcleos es transparente; el otro está lleno de tintes absorbentes en múltiples lugares y se conecta a un LED. Cada núcleo está acoplado a un chip sensor rojo, verde y azul para registrar los cambios geométricos en la trayectoria óptica de la luz.

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Guante impreso en 3D, forrado con sensores de fibra óptica estirable que utilizan la luz para detectar una serie de deformaciones en tiempo real. (Foto: Cornell U.)

Los investigadores diseñaron un guante con impresión 3D y un sensor SLIMS en cada dedo. El guante está alimentado por una batería de litio y equipado con Bluetooth para que pueda transmitir datos al software básico, que Bai diseñó, el cual reconstruye los movimientos y deformaciones del guante en tiempo real.

“Ahora mismo, la detección se hace principalmente a través de la visión”, dijo Shepherd. “Apenas medimos el tacto en la vida real. Esta piel es una forma de permitirnos a nosotros mismos y a las máquinas medir las interacciones táctiles en la forma que ahora usamos las cámaras de nuestros teléfonos. Es usar la visión para medir el tacto. Esta es la forma más conveniente y práctica de hacerlo de forma escalable”.

Bai y Shepherd están trabajando con el Centro de Licencias Tecnológicas de Cornell para patentar la tecnología, con la vista puesta en aplicaciones de la fisioterapia y medicina deportiva. Ambos campos han aprovechado la tecnología de rastreo de movimiento, pero hasta ahora han carecido de la capacidad de capturar las interacciones de la fuerza.

Los investigadores también están investigando las formas en que los sensores SLIMS pueden potenciar las experiencias de realidad virtual y aumentada.

“La inmersión en VR y AR se basa en la captura del movimiento. El tacto apenas está ahí”, dijo Shepherd. “Supongamos que quieres tener una simulación de realidad aumentada que te enseñe cómo arreglar tu coche o cambiar un neumático. Si tuvieras un guante o algo que pudiera medir la presión, así como el movimiento, esa visualización de realidad aumentada podría decir, ‘Gira y luego para, así no aprietas demasiado las tuercas’. No hay nada ahí fuera que haga eso ahora mismo, pero esta es una forma de hacerlo”.

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