Adapte la mano robótica (rigidez antropomórfica dexterosa adaptativa). Crédito: Crear EPFL de laboratorio
Una mano robótica desarrollada en EPFL puede recoger 24 objetos diferentes con movimientos humanos que emergen espontáneamente, gracias a los materiales y estructuras compatibles en lugar de la programación.
Cuando extiende la mano para agarrar un objeto como una botella, generalmente no necesita saber la posición exacta de la botella en el espacio para recogerlo con éxito. Pero como explica el investigador de EPFL, Kai Junge, si desea hacer un robot que pueda recoger una botella, debe saber todo sobre el entorno circundante muy precisamente.
“Como humanos, realmente no necesitamos demasiada información externa para comprender un objeto, y creemos que se debe a las interacciones que cumplen, o suaves, que ocurren en la interfaz entre un objeto y una mano humana”, dice Junge, un doctorado. Estudiante en el laboratorio de diseño y fabricación de robots computacionales de la Escuela de Ingeniería (Crear), dirigido por Josie Hughes. “Este cumplimiento es lo que nos interesa explorar para los robots”.
En robótica, los materiales compatibles son aquellos que se deforman, se doblan y apretan. En el caso de la mano robótica de adaptación de la creación del laboratorio (rigidez antropomórfica dexterosa adaptativa), los materiales compatibles son relativamente simples: tiras de silicona envueltas alrededor de una muñeca mecánica y dedos, más juntas cargadas de resorte, combinadas con un brazo robótico flexible. Pero este cumplimiento estratégicamente distribuido es lo que permite que el dispositivo elija una amplia variedad de objetos utilizando agarres “autoorganizados” que emergen automáticamente, en lugar de ser programados.
En una serie de experimentos, la mano adaptada, que se puede controlar de forma remota, pudo recoger 24 objetos con una tasa de éxito del 93%, utilizando agarres autoorganizados que imitaban una comprensión humana natural con una similitud directa del 68%.
La investigación se publica en Communications Engineering.
Crédito: Escuela Politécnica Federal de Lausana
Inteligencia robótica ‘de abajo hacia arriba’
Si bien una mano robótica tradicional necesitaría un motor para accionar cada articulación, la mano adaptada tiene solo 12 motores, alojados en la muñeca, para sus 20 articulaciones. El resto del control mecánico proviene de resortes, que se pueden hacer más rígidos o más sueltos para ajustar el cumplimiento de la mano, y de la “piel” de silicona, que también se puede agregar o eliminar.
En cuanto al software, la mano adaptada está programada para moverse a través de solo cuatro puntos de referencia generales, o posiciones, para levantar un objeto. Cualquier adaptación adicional requerida para completar la tarea ocurren sin programación o retroalimentación adicional; En robótica, esto se llama control de bucle abierto.
Por ejemplo, cuando el equipo programó el robot para usar un cierto movimiento, pudo adaptar su pose de comprensión a varios objetos que van desde un solo perno hasta un plátano. Los investigadores analizaron esta robustez extrema, gracias al cumplimiento espacialmente distribuido del robot, con más de 300 agarres y los comparó con una versión rígida de la mano.
“Desarrollar robots que puedan realizar interacciones o tareas que los humanos realicen automáticamente es mucho más difícil de lo que la mayoría de la gente espera”, dice Junge. “Es por eso que estamos interesados en explotar esta inteligencia mecánica distribuida de diferentes partes del cuerpo como la piel, los músculos y las articulaciones, en oposición a la inteligencia de arriba hacia abajo del cerebro”.
Crédito: Escuela Politécnica Federal de Lausana
Equilibrar el cumplimiento y el control
Junge enfatiza que el objetivo del estudio de adaptación no era necesariamente crear una mano robótica que pueda agarrar como un humano, sino mostrar por primera vez cuánto puede lograr un robot solo a través del cumplimiento.
Ahora que esto se ha demostrado sistemáticamente, el equipo de EPFL se está basando en el potencial del cumplimiento al reintegrar elementos del control de circuito cerrado en la mano de adaptación, incluida la retroalimentación sensorial, por la adición de sensores de presión a la piel de silicona e inteligencia artificial. Este enfoque sinérgico podría conducir a robots que combinan la robustez del cumplimiento con la incertidumbre y la precisión del control de circuito cerrado.
“Una mejor comprensión de las ventajas de los robots compatibles podría mejorar en gran medida la integración de los sistemas robóticos en entornos altamente impredecibles o en entornos diseñados para humanos”, dice Junge.
Más información: Kai Junge et al, el cumplimiento biomimético distribuido espacialmente permite una robótica manipulación robótica robusta, Ingeniería de Comunicaciones (2025). Doi: 10.1038/s44172-025-00407-4
Proporcionado por Ecole Polytechnique Federal de Lausanne
Cita: Robotic Hand utiliza materiales compatibles para comprender objetos con una destreza humana (2025, 13 de mayo) Recuperado el 13 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-Robotic-Compliant-Materials-Grasp-human.html
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