Las manos blandas ayudan a resolver un duro problema de la robótica
Los robots de las fábricas pueden coger y colocar fácilmente los objetos regulares que se les presentan de forma ordenada. Sin embargo, agarrar y manipular objetos irregulares, como piezas desordenadas en contenedores, alimentos crudos y residuos pendientes de clasificar, se ha convertido en un problema difícil de resolver. El objetivo del proyecto SoftHandler, financiado con fondos europeos, era construir un prototipo comercialmente viable de un sistema industrial que funcionara con manipuladores maleables capaces de adaptarse a objetos de distinto tamaño, forma, peso y resistencia. «Nuestra idea era probar si era posible que una pinza industrial aprovechara la noción de suavidad para operar en un entorno industrial, especialmente al coger y mover objetos colocados al azar sobre una bandeja, y depositarlos sobre otra caja o bandeja. Es algo que se realiza muy a menudo en almacenes e instalaciones de producción», afirma Antonio Bicchi, coordinador del proyecto.
Complejidad reducible
El proyecto deriva de un trabajo previo llevado a cabo por Bicchi y su equipo. «Con la subvención inicial, SOFT HANDS, la idea era abordar un problema del diseño de manos artificiales», explica. Este trabajo se centró en resolver un difícil problema de las prótesis y los manipuladores robóticos: imitar la complejidad y la destreza de una mano humana, que tiene diecinueve grados de libertad, y al mismo tiempo fabricar una pieza robusta y sencilla de manejar. «Durante muchos años, los integrantes de la comunidad trataron de diseñar manos capaces de aproximarse a lo que puede hacer una mano humana», afirma Bicchi. «Sin embargo, las manos artificiales que se utilizaban en el mundo real, tanto en aplicaciones industriales como en prótesis, eran pocas o ninguna». En los entornos industriales, los manipuladores altamente articulados tienen que reprogramarse para cada nueva aplicación, en función del objeto con el que vayan a interactuar. Bicchi afirma que el proceso es costoso e impide que estos manipuladores se utilicen más ampliamente. Parte de la solución de Bicchi consistió en centrarse en los primitivos motores, grupos de músculos que trabajan conjuntamente para ejecutar una acción compleja a través de impulsos simples. «Utilizar dichos primitivos permite efectuar el 90 % de las operaciones de agarre con solo uno o dos controles», observa Bicchi.
Más suave, más rápido, más fuerte y mejor
Posteriormente, Bicchi y sus compañeros del Instituto Italiano de Tecnología trataron de trasladar este logro a los manipuladores blandos. «El cuerpo humano es adaptable, tiene en cuenta la forma del entorno», explica Bicchi. Su sistema construye modelos de los objetos que hay que agarrar, los cuales se comparan con el artículo tal como lo detecta el manipulador. Cuanto más difiera el modelo de la realidad, más fuerte sujetará el manipulador el objeto. Así se mejoran los sistemas existentes, que utilizan la visión artificial para categorizar elementos, ya que estos tienen problemas en condiciones de iluminación subóptimas y con objetos heterogéneos. Los manipuladores blandos son, además, más robustos que las pinzas mecánicas complejas. «Hemos demostrado que, con nuestro método, es posible manipular objetos mucho más rápido», afirma Bicchi. La investigación recibió el apoyo del Consejo Europeo de Investigación. «Fue algo absolutamente crucial que me dio la libertad de aventurarme en una nueva dirección, muy distinta de lo que hacían la mayoría de los demás grupos y de lo que habíamos hecho nosotros durante veinte años», añade Bicchi. Desde entonces, el trabajo ha dado paso a una empresa comercial, qbrobotics, cuyo objetivo es fabricar manos para robots industriales basadas en los principios y diseños mencionados.
Palabras clave
SoftHandler, mano blanda, manipulador, robótica, industrial, primitivos, grados de libertad
