Así es la piel artificial que puede transformar objetos en robots

¿Puede un objeto inanimado convertirse en un robot capaz de ejercer múltiples funciones? Según un equipo de ingenieros de la Universidad de Yale (EE UU), la respuesta es sin duda afirmativa. Estos científicos han desarrollado tres nuevos prototipos de piel artificial, dispositivos en dos dimensiones, dotados de sensores inteligentes y músculos neumáticos, que se caracterizan por ser versátiles y reutilizables. Se trata de productos de la llamada robótica blanda, una rama de la ingeniería en continua evolución. Esta disciplina se basa en modelos biológicos y utiliza materiales flexibles para combinar así nuevas posibilidades de aplicación de los robots, no permitidas por estructuras rígidas. La piel robótica aumenta el potencial de objetos y máquinas en ámbitos que van desde las exploraciones espaciales hasta la ingeniería biomédica, según afirman los investigadores estadounidenses.

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“El concepto de piel robótica es que este tipo de dispositivo se puede aplicar, quitar y transferir entre distintos objetos receptores”, asegura Joran Booth, uno de los realizadores de los nuevos prototipos. “De esta manera, podremos utilizar más y más veces el mismo material hardware para generar muchas configuraciones diferentes con funciones distintas”, argumenta. Booth considera que una de las ventajas principales de esta tecnología es que las pieles robóticas son finas y ligeras. “Eso permite un transporte fácil en situaciones donde hace falta limitar mucho lo que se lleva”, explica. También agrega que las pieles artificiales “se adaptan rápidamente a tareas no planeadas” por ser reconfigurables. Otra de sus características es que se pueden doblar y así es posible envolver con ellas objetos cilíndricos como tubos.

En un artículo publicado en la revista Science Robotics, Booth y sus compañeros explican que sus prototipos de piel robótica son dispositivos activos que “manipulan cuerpos blandos y deformables desde la superficie”. Los autores indican que estos prototipos tienen tres características principales. La primera es que pueden poner en acción distintos tipos de movimiento según la orientación en la superficie de un mismo objeto. La segunda es la posibilidad de generar movimientos diferentes según las características del cuerpo. Por último, los ingenieros estadounidenses describen la capacidad de distintos de estos trozos de piel artificial de realizar funciones diferentes según como se apliquen en combinación entre ellos.

La robótica blanda suele basarse en sistemas biológicos (como los tentáculos de un pulpo) para desarrollar prototipos artificiales flexibles. Normalmente, utiliza componentes (como actuadores o sensores) realizados con materiales blandos. Booth especifica que los prototipos de piel robótica suyos y de sus compañeros de Yale presentan una novedad con respecto a los modelos anteriores. “Nuestro concepto no está inspirado exactamente en un modelo biológico. No tenemos ejemplos de organismos naturales con un cuerpo completamente pasivo y la piel activa”, explica. Esta característica novedosa permite a los investigadores tener “un espacio de diseño enorme a la hora de construir sistemas artificiales”, argumenta el ingeniero.

De las exploraciones espaciales a la rehabilitación médica

Los orígenes del concepto de piel robótica están en la búsqueda por parte de la NASA de desarrollar nuevas tecnologías para aplicaciones espaciales, explica Booth. “En respuesta a esta petición, hemos creado robots ligeros y compactos, altamente reutilizables para un gran número de funciones”, agrega. A partir de esa necesidad, el ámbito de investigación se ha abierto más. “La robótica blanda ha experimentado un desarrollo extraordinario durante estos últimos años”, afirma Ramses Martínez de la Universidad de Purdue (EE UU).

En su opinión, la fabricación de robots con estas características “ha mejorado notablemente la interacción entre robots y humanos” y “facilitado tareas complejas para robots basados en componentes rígidos, tales como la manipulación de objetos frágiles”. Booth añade que actualmente se pueden reconocer “muchas más aplicaciones para las pieles robóticas”, como dispositivos portátiles, robots para exploraciones o para operaciones de búsqueda y rescate, juguetes y brazos robóticos.

Alicia Casals, de la Universidad Politécnica de Cataluña, asegura que la piel artificial puede ser útil también en ámbito médico. Si se aplica a aparatos utilizados en la rehabilitación de personas con discapacidad, por ejemplo, puede detectar y transmitir con sus sensores información precisa útil para mejorar la atención a pacientes, explica esta investigadora. “Cuanta más información hay, el sistema inteligente que está detrás tendrá más capacidad de desarrollarse, porque sin información no hay inteligencia”, comenta. Otro ejemplo lo ofrecen los mismos autores del estudio publicado en Science Robotics. Uno de los prototipos desarrollados por este equipo de ingenieros se puede aplicar en la espalda de una persona para recoger información relativa a su postura y enviarla a un dispositivo portátil.

Casals considera que la piel artificial es una tecnología ”de gran interés”. Pero aún falta recorrido para que sea utilizable en la mayoría de los ámbitos identificados para su aplicación, asegura. La investigadora apunta a cuestiones de practicidad de los prototipos disponibles y considera que hace falta esperar el desarrollo de dispositivos “menos aparatosos”. Booth está de acuerdo. “Nuestro estudio está enfocado a introducir el concepto de piel robótica y no necesariamente a su materialización. Las pieles robóticas necesitan más desarrollo antes de que se puedan usar en el día a día”, explica.