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Publicado: 2015-05-14

Robótica blanda: imitando la fisonomía humana

Los materiales utilizados en la robótica blanda permiten darle funciones a los robots, que antes no se les podría haber otorgado. Nota publicada originalmente por Programa EXPLORA de Conicyt, mayo de 2015

El término "robótica blanda", es más o menos reciente. Según el profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile, Juan Cristóbal Zagal, esta es "un área de la robótica que partió hace muy pocos años gracias a un trabajo de la Universidad de Harvard, donde unos químicos lograron generar un robot capaz de caminar, que tenía cuatro patas y está construido con silicona", a diferencia de los robots clásicos, que se fabrican con elementos más duros. Es a partir de ese momento, que según el docente, "ha empezado una explosión de distintos robots que usualmente son hechos con materiales blandos, elastómeros (material cuya elasticidad es parecida al caucho), que son capaces de desplazarse", lo que les otorga distintas posibilidades y funciones que a los generados a partir de la robótica clásica. Hoy en día, continúa la construcción y el estudio de este tipo de robótica, sumado también "con otros trabajos que han existido de manera previa orientados a generar sensores y eventualmente sistemas que sean capaces de realizar cómputos", explica el profesor Zagal. Robotics & Automation Society, organismo internacional, considera que a pesar de las importantes demandas, el campo de la robótica blanda enfrenta desafíos científicos fundamentales. Ello porque "el estudio de materiales poco convencionales, aún está en su fase exploratoria, y no es completamente claro qué materiales están disponibles y son útiles para aplicaciones robóticas". Asimismo, las herramientas y métodos utilizados para la construcción de estos robots aún no están establecidos. Es por eso que esta asociación espera que científicos e ingenieros de diferentes disciplinas puedan proveerlos de información para abrir la discusión en torno a la fabricación y tratamiento de estos robots. Mayo de 2015 - ¿Cuál es la finalidad de la robótica blanda?Minimizar La robótica blanda ha permitido darle funciones a robots que antes no se les podría haber otorgado. Según explica el profesor Zagal, esta diferencia radica principalmente en el material del que son fabricados estos objetos. "La idea de un robot blando es que está hecho ciento por ciento con materiales blandos, sin embargo el estado del arte ahora, es que usualmente la energía, las comunicaciones, el control, son implementados con robótica dura, de la típica, mientras que se ha logrado desarrollar actuadores, sensores y algunos elementos que son capaces de realizar cómputos, pero a nivel primario, como transistores", especifica el docente. Para llegar a este antecedente, los estudios e investigaciones parten desde lo conocido para poder aplicarlo a nuevos proyectos, así la robótica blanda ha basado su construcción y proyección en el ser humano, su conformación, capacidades y funciones. Dice el profesor Zagal que "toda la robótica en general intenta generar sistemas que sean inteligentes o que tengan algún comportamiento inteligente”. Entonces, ¿qué es lo que nosotros sabemos? “Que al menos los inteligentes son los sistemas vivos, y los sistemas vivos, los animales, están hechos a partir de células, y las estas son blandas; las células son capaces de realizar una serie de comportamientos críticos, como viajar de un lugar a otro, conectarse y generar tejidos que tienen cierto tipo de especialización". Este tipo de comportamientos críticos se pueden observar desde que nos formamos en el vientre materno. También, explica el docente, que la auto-reparación es un tema importante del cual se investiga. "Por ejemplo cuando tenemos una herida, incluso hay animales que pueden perder una pierna, una extremidad entera y se pueden auto-reparar, como las salamandras, y eso es únicamente, gracias a que existen células, y que estas células son blandas. Esa es una de las razones más científicas". La Universidad de Harvard, a través de su página web, ha mostrado casos de dispositivos de rehabilitación para personas que han perdido movilidad en sus manos. El material blando ocupado permite que al usar estos dispositivos, se puedan realizar ejercicios, difíciles de hacer con otro tipo de prótesis (http://softroboticstoolkit.com/book/pneunets-case-study). Distintas asociaciones internacionales se han preocupado de dirigir este tipo de robótica a ámbitos médicos como prioridad en la investigación. Es el caso de Robotics & Automation Society, que define las siguientes áreas prioritarias de investigación: Problemas científicos relacionados con los robots blandos, materiales blandos para robots, técnicas de modelaje y simulación de robots blandos, fabricación de control de estos dispositivos, interacciones interdisciplinarias con las ciencias biológicas y médicas, ciencia de materiales y química, además de la aplicación de los robots blandos. -

Robots blandos v/s Robots clásicos. ¿Por qué es tan importante el desarrollo de la robótica blanda?

Este tipo de robots puede alcanzar funciones y acciones que uno clásico, duro, no puede tener ni realizar. Y Zagal lo ejemplica así: "se puede hacer un robot blando capaz de caminar, y después puede pasarle un auto por arriba y no le va a pasar nada, porque sencillamente se deforma, mientras que otros robots duros, probablemente al ser más tenaces son más frágiles". La composición de los robots blandos, gracias los materiales con los que se les construye, permite absorber y enfrentar este tipo de situaciones de mejor manera. "Si lo pensamos desde el punto de vista práctico, los robots blandos en potencia, pueden que sean más robustos que algunos duros", agrega.

 ¿Podemos decir que un robot blando es mejor que un robot clásico?Minimizar ¿Podemos decir que un robot blando es mejor que un robot clásico?

El profesor Zagal indica que quizás en un futuro muy lejano, los de material blando podrían anteponerse a los más duros o clásicos, pero que hoy no es una alternativa el dejar las investigaciones de uno para apostar por el otro. Es más, la finalidad de la convivencia de estos dos tipos de robótica también tiene que ver con la representación del cuerpo humano, y es por eso que hay que estar a la par con estos dos tipos de robots. Según explica, "hoy la idea es combinar ambos tipos de robótica. Combinar robots que sean duros en algunos aspectos que requieran ser duros, y blandos en otros aspectos que requieran ser blandos. Nosotros, por ejemplo, somos una combinación de tejidos blandos y otros elementos son duros, como los huesos". 

 Robótica blanda en Chile

Para hablar del estado actual de la robótica blanda en Chile hay que comprender que está recién empezando a desarrollarse. Aún se estudian sus implicaciones, potencialidades, materiales, etc. Es un mundo nuevo y es por eso que en el escenario académico está presente en muy pocas universidades. Una de esas casas de estudio es la Universidad de Chile, que desarrolla proyectos en robótica blanda, precisamente a cargo del profesor Cristóbal Zagal, Director del Fab Lab, un espacio abierto a la innovación y a los proyectos. “Este laboratorio se está empezando a desarrollar gracias a haber interactuado con investigadores de la Universidad de Harvard; es algo que está recién empezando a aparecer, pero se ve que tiene mucho potencial".

Entre los proyectos vigentes, Zagal habla sobre el desarrollo de robots con características similares a las de un gusano. "Estamos trabajando varios tipos de robots blandos, que son capaces de viajar por el interior de cavidades, que sean deformables, como, un gusano, que es un robot construido y desarrollado ciento por ciento en el laboratorio y que es capaz de desplazarse de la misma manera que lo hace un gusano y es blando, totalmente blando". Este tipo de robots podría tener una aplicación en la medicina en el futuro, accediendo a algunas partes del cuerpo sin causar daño y auto propulsándose. 

 Futuro y robótica blanda

El futuro de la robótica blanda tiene que ver directamente con el estudio que hoy se realiza. Es un área emergente, por lo que los descubrimientos surgen partir de la experiencia de distintos investigadores que se han aventurado a realizar proyectos en esta área. Pero también es importante ver qué nos puede enseñar por sí misma la robótica blanda. Explica el profesor Zagal que "si es que nosotros fuésemos capaces de entender los mecanismos que permitan a los seres vivos auto repararse, podríamos hacerlo; y si eventualmente eso fuese comprendido, podríamos tener en el futuro de la medicina algún sistema que permita, que cuando una persona pierde una pierna se pueda auto-reparar así como lo hace la salamandra".

Explica que si bien los robots no son seres vivos, sirven de modelo para comprenderlos mejor, así como ayudar a entender porque funcionamos de tal o cual manera, lo que incluso podría aportar a vivir más y mejor.

Todos los días se suma algo más al registro de la robótica blanda, por ejemplo, “si son capaces de camuflarse o algunos sensores que permiten censar presión o distintas variables utilizando tecnología blanda".

La Universidad de Harvard ha creado una página web con el programa "Soft Robotics Toolkit" (http://softroboticstoolkit.com), que entrega soporte intelectual para orientar a quién quiera fabricar su propio robot blando. Entrega información sobre el diseño, modelaje, testeo y casos de estudios que se pueden utilizar para la proyección de un diseño de este tipo de robots.

La robótica blanda, se está estudiando poco a poco, y desde ahí está surgiendo más literatura, que permitirá a desarrolladores e investigadores, seguir creciendo y asombrando al mundo con nuevos descubrimientos y aplicaciones.

Fuentes: Juan Cristóbal Zagal, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile. Director Ejecutivo de Fab Lab 851. 

http://www.ieee-ras.org/soft-robotics

http://softrobotics.org/

http://softroboticstoolkit.com

http://softroboticstoolkit.com/book/pneunets-case-study

Para leer el artículo  en su publicación original:  "Creando robots, imitando la fisonomía humana"

 

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