Descripción general conceptual de la tecnología de detección Protac basada en la visión. Protac puede cambiar activamente entre los modos de detección de proximidad y táctil, confiando en imágenes de entrada capturadas por cámaras internas y una piel funcional suave con transparencia controlable. Crédito: Van Anh Ho de Jaist.
Los robots se están integrando cada vez más en entornos cotidianos, desde hogares y hospitales hasta fábricas y granjas. Sin embargo, operar de manera segura alrededor de los humanos requiere más que fuerza o velocidad. Los robots también deben sentir su entorno, detectar contacto físico y responder rápidamente. Los sensores convencionales, especialmente aquellos incrustados en materiales blandos, a menudo se quedan cortos cuando se trata de detección táctil y de proximidad en tiempo real, de gran área.
Para abordar este desafío, un equipo de investigación dirigido por el profesor Van Anh Ho y el Dr. Quan Khanh Luu del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Japón (JAIST), Japón, desarrollado Protac, una nueva piel de detección suave basada en la visión para robots. El estudio fue publicado en la revista Transacciones IEEE sobre robótica el 28 de julio de 2025, y presenta un enfoque escalable para la percepción robótica multimodal.
En el núcleo de ProTAC hay una capa de cristal líquido dispersado por polímero (PDLC) que puede cambiar entre estados transparentes y opacos cuando se aplica el voltaje. Cuando transparentes, las cámaras incrustadas pueden “ver” a través de la piel para detectar objetos cercanos. Cuando opaco, esas mismas cámaras rastrean cómo se deforma la piel, lo que permite que el robot detecte el tacto, la presión y la ubicación del contacto. Esta detección de doble modo permite la percepción ambiental en tiempo real utilizando una sola capa blanda, eliminando la necesidad de complejos electrónicos integrados.
“Esta innovación con la simplicidad del diseño del sensor permite que los robots perciban tanto el contacto como los obstáculos cercanos en una piel de gran área en tiempo real, lo cual es difícil de lograr con las pieles electrónicas convencionales”, explicó el profesor Ho.
Para validar el diseño, el equipo desarrolló un prototipo llamado Protac Link, un segmento de brazo de robot cilíndrico envuelto en una piel de detección suave y equipada con cámaras estéreo en ambos extremos. Este prototipo puede detectar objetos que se aproximan desde múltiples ángulos, estimar la distancia y reconocer múltiples puntos de contacto con alta precisión. También admite comportamientos adaptativos como el ajuste de velocidad basado en la proximidad y la evitación de contacto reflexivo.
Izquierda: un brazo robótico colaborativo equipado con Protac detecta regiones de proximidad y contacto durante la interacción con un compañero de trabajo humano. Derecha: un robot de servicio con armas mejoradas con Protac funciona de manera segura en entornos dinámicos, utilizando la detección de proximidad para evitar colisiones y detección táctil para una delicada manipulación de objetos. Crédito: Van Anh Ho de Jaist.
“Protac se puede aplicar a la manipulación robótica hábica en varios dominios donde la seguridad y la delicada interacción física son críticas”, dice el Dr. Luu.
Los investigadores imaginan aplicaciones amplias a través de robótica colaborativa, dispositivos de asistencia y sistemas robóticos blandos en agricultura o atención doméstica. En las fábricas, los robots equipados con ProTac podrían frenar o detenerse cuando se acerca un trabajador humano. En el cuidado de ancianos, los robots de servicio podrían proporcionar asistencia física mientras se mantiene un contacto seguro y receptivo. A largo plazo, Protac podría contribuir al desarrollo de sistemas de detección de cuerpo completo para robots humanoides.
“A largo plazo, esta investigación establece las bases para los robots humanoides inteligentes de uso general equipados con pieles de detección suave multimodal de cuerpo completo, especialmente aquellos con un sentido del tacto”, dijo el Dr. Ho.
Junto con la piel, el equipo desarrolló algoritmos de aprendizaje y estrategias de control que convierten los datos del sensor en acciones robóticas, permitiendo un comportamiento receptivo y autónomo en entornos dinámicos. Diseñado con la simplicidad, la modularidad y la escalabilidad en mente, el sistema PROTAC se puede integrar en plataformas robóticas nuevas y existentes.
Para acelerar el progreso en el campo, los investigadores han realizado sus archivos de diseño, modelos y código abierto de software. Al combinar la simplicidad mecánica con la percepción multimodal, Protac acerca a los robots un paso más cerca de la comprensión e interactúa de manera segura con el mundo complejo y táctil que los rodea.
Más información: Quan Khanh Luu et al, proximidad basada en la visión y detección táctil para armas de robot: diseño, percepción y control, transacciones IEEE en robótica (2025). Dos: 10.1109/tro.2025.3593087
Proporcionado por el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Japón
Cita: piel suave, sentidos afilados: el nuevo ‘toque’ robótico ve el peligro antes de que llegue (2025, 22 de agosto) recuperado el 22 de agosto de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-08-soft-sker-skin-skin-robotic-danger.html
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