Una piel casi humana para el cobot que puede abrazar

La piel artificial permite que los robots puedan “sentir” su cuerpo y su entorno. Un sentido fundamental si hablamos de cobots, de robots colaborativos que mantienen un contacto cercano con las personas. Un equipo de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) ha desarrollado un sistema de algoritmos de control y piel artificial inspirados en modelos biológicos para conseguir por primera vez que un robot autónomo de tamaño humano pueda recibir piel artificial en la mayor parte de su cuerpo.

La piel artificial desarrollada por el profesor Gordon Cheng y su equipo está formada por células hexagonales del tamaño de una moneda de dos euros. Cada una de estas células está equipada con un microprocesador y sensores que miden el tacto, la aceleración, el enfoque y la temperatura.

De esta forma, el robot percibe su entorno con mucho más detalle y se mueve con mayor facilidad. Y lo que es más importante, garantiza que sea más sensible al contacto y que se puedan prever accidentes. Dicen que es tan seguro que incluso “puede dar abrazos”.

Sensible célula a célula

El robot H-1 está equipado con un total de 1.260 células y, por lo tanto, más de 13.000 sensores en la parte superior del cuerpo, brazos, piernas e incluso en las plantas de los pies, que le proporcionan una nueva "sensación corporal". Por ejemplo, la piel que lleva incorporada en las suelas ayuda a H-1 a responder con seguridad en un terreno irregular e incluso a mantener el equilibrio en una pierna.

Esta nueva “sensibilidad” permite que H-1 puede abrazar con seguridad a un humano. Cada una de sus células puede calcular los movimientos y la fuerza que tiene que ejercer para no dañar al humano. Cada uno de los sensores es responsable de medir con precisión esa información. "Puede que no sea tan importante en la industria, pero en áreas como el cuidado, los robots deben estar muy cerca de las personas", explica Gordon Cheng.

Una piel robusta que funciona como el sistema nervioso

Hasta ahora, el mayor obstáculo en el desarrollo de la piel robótica ha sido la capacidad informática. La piel humana tiene alrededor de cinco millones de receptores. Imposible compararlo en principio con los 13.000 sensores de H-1. Pero para salvar este problema en la TUM han apostado por la neuroingeniería. Emplean un sistema basado en eventos para reducir el esfuerzo computacional hasta en un 90%.

El truco: las celdas individuales solo transmiten información de sus sensores cuando cambian los valores medidos. Algo similar a como actúa nuestro sistema nervioso. Por ejemplo, sentimos un sombrero en el momento en que nos lo ponemos, pero rápidamente nos acostumbramos. Como no hay necesidad de prestar atención al sombrero de forma permanente, solo nos damos cuenta cuando nos lo ponemos o quitamos. Así el sistema nervioso se centra sólo en las nuevas “sensaciones” a las que el cuerpo necesita responder.

Y una ventaja más: como la piel está compuesta por celdas individuales, si alguna de ellas falla el resto del sistema puede seguir funcionando sin problemas. "Nuestro sistema está diseñado para trabajar fácil y rápidamente con todo tipo de robots", dice Gordon Cheng. "Ahora estamos trabajando en el diseño de células de piel más pequeñas que se puedan producir en masa en el futuro".