Crean una piel electrónica para robots que les permite sentir como un ser humano

Los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de "piel" electrónica que puede brindar a los robots la capacidad de “sentir” diferentes sensaciones táctiles humanas, como pinchazos, cambios de temperatura e incluso la sensación de ser apuñalado.

Especialistas de la Universidad de Cambridge y el University College London (UCL), en Reino Unido, han presentado un material único, barato y duradero, que puede fundirse y moldearse en formas complejas, acercando la percepción robótica al sentido del tacto humano. Este tipo de interfaces, denominadas hápticas, son el próximo paso tecnológico que se requiere para que los robots logren una mayor empatía con las personas.

Enfoque multimodal

Mientras las soluciones convencionales emplean sensores distintos para detectar presión, temperatura o dolor, la nueva piel electrónica está compuesta por una única capa de hidrogel conductivo. Gracias a sus propiedades flexibles, el material se comporta como un sensor integral: toda la superficie funciona como un área sensitiva, de forma muy similar a la piel biológica.

A través de técnicas de tomografía de impedancia eléctrica (EIT), el equipo de científicos e ingenieros accedió a más de 860.000 vías de conducción eléctrica en el hidrogel utilizado. Aplicando solo 32 electrodos colocados en la base de la mano robótica, recolectaron más de 1,7 millones de datos en un único gesto, permitiendo reconocer toques ligeros, cambios de temperatura o incluso cortes con bisturí.

De acuerdo a una nota de prensa, para interpretar esta información usaron algoritmos de aprendizaje automático. Estos modelos les permitieron identificar cuáles de las vías conductivas proporcionan los datos más relevantes para cada tipo de estímulo, optimizando en consecuencia el rendimiento sensorial y reduciendo el "ruido" o interferencia inherente a los sistemas multimodales.

Aplicaciones variadas y sensibilidad comprobada

En el nuevo estudio, publicado en la revista Science Robotics, los investigadores aclaran que la piel electrónica reconoce al menos seis tipos distintos de estímulos: el contacto humano, daños por corte o apuñalamiento, pulsaciones aisladas, pulsaciones múltiples y variaciones de temperatura local. Este enfoque de “estructura de información multimodal” permite conseguir una percepción eficiente en un único componente.

En un experimento realizado con el objetivo de comprobar la versatilidad del nuevo enfoque, fundieron el hidrogel en la forma y tamaño de una mano humana adulta. Con los datos estructurados, la mano robótica no solo logró predecir condiciones ambientales y localizar toques humanos, sino que al mismo tiempo produjo información propioceptiva, o sea datos sobre su propia postura y movimiento.

Los posibles campos de aplicación son muy extensos: abarcan desde prótesis con sensibilidad táctil y robots humanoides que interactúen de forma segura con las personas hasta dispositivos para la industria automotriz. Incluso, los avances pueden estar dirigidos a las tareas de rescate en zonas de desastres o emergencias, situaciones en las cuales la detección de temperatura y presión puede marcar la diferencia y salvar vidas humanas.