H-1 Robot – Primer robot humanoide autónomo con piel artificial

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La piel de robot artificial ha sido de gran interés para los científicos desde los primeros días de la robótica. El objetivo era permitir que los robots tuvieran un sentido del tacto similar al de los humanos, lo que les permitía ser completamente interactivos físicamente y adecuadamente seguros para estar cerca de los humanos.

Sin embargo, el desarrollo de tales sistemas de piel de robot artificial fue un desafío, ya que involucró una gran cantidad de sensores discretos distribuidos espacialmente y la transmisión de una gran cantidad de datos. Con el nuevo desarrollo de células de piel, enrutamiento dinámico y balanceo de carga, los robots ahora pueden sentir como humanos.

Un equipo de científicos de robótica de la Universidad Técnica de Munich (TUM), Alemania, ha desarrollado un robot humanoide autónomo llamado Robot H-1 con piel artificial de cuerpo completo, lo que lo hace capaz de sentir su propio cuerpo y su entorno.

La piel sintética de inspiración biológica, junto con los algoritmos de control, está formada por celdas hexagonales de aproximadamente una pulgada de diámetro (que es similar a una moneda de dos euros). Cada una de las celdas hexagonales consta de un microprocesador y sensores, que ayudan a detectar contacto, aceleración, proximidad y temperatura.

Creada por el profesor Gordon Cheng y su equipo, la piel artificial cubre las plantas de los pies del robot H-1. IEEE publicó la investigación en la revista Proceedings.

En particular, Gordon Cheng desarrolló las células de la piel hace diez años; sin embargo, el mayor obstáculo en el desarrollo de la piel del robot fue la capacidad informática. La piel humana tiene alrededor de cinco millones de receptores, y ha sido un desafío recrearla en robots. Los sistemas anteriores se sobrecargan rápidamente con datos de unos pocos cientos de sensores.

Para resolver este problema, Cheng y su equipo en TUM decidieron no monitorear la piel regularmente, sino con un sistema basado en eventos. Reduce el esfuerzo de procesamiento hasta en un 90 por ciento. Las celdas individuales transmiten datos de los sensores solo cuando los valores cambian. Es similar a la forma en que funciona el sistema nervioso humano.

Con su enfoque basado en eventos, Cheng y su equipo han aplicado con éxito piel artificial a un robot autónomo de tamaño humano que no requiere ningún cálculo externo.

El robot H-1 está montado con 1260 celdas (es decir, más de 13000 sensores) en la parte superior del cuerpo, las piernas, los brazos y las plantas de los pies. Con sus pies sensibles, H-1 puede responder a superficies de suelo irregulares y también mantener el equilibrio sobre una pierna. Con su piel única, el H-1 puede incluso abrazar a una persona de forma segura. Cuando abraza a un humano, sus sensores calculan los movimientos correctos a realizar y cómo y dónde ejercer las presiones correctas.

Gordon Cheng dijo: “Con su piel especial, el H-1 puede incluso abrazar a una persona de forma segura. Los robots pueden ejercer fuerzas que dañarían gravemente a un ser humano. Durante un abrazo, dos cuerpos se tocan en muchos lugares diferentes. El robot debe usar esta información compleja para calcular los movimientos precisos y ejercer las presiones de contacto correctas. Puede que no sea importante para aplicaciones industriales. Pero en áreas como la atención de enfermería, los robots deben diseñarse para un contacto muy cercano con las personas”.

El equipo ahora está trabajando en la creación de celdas de sensores más pequeñas que podrían producirse a granel.

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