Robótica blanda

La sociedad se encuentra ante el desafío de abordar los problemas asociados a la robótica convencional y prepararse para una nueva era robótica en la que los robots blandos representan un cambio significativo. A este nuevo paradigma se le conoce como el paradigma de la robótica blanda.

Desde la llegada de los primeros robots, se han dado pasos gigantes en su evolución e integración en el entorno de trabajo, lo que ha permitido aliviar numerosas tareas de nuestra jornada laboral y mejorar significativamente nuestra calidad de vida, entre otras cosas. Sin embargo, los esfuerzos de los investigadores y desarrolladores de robots se centran en conseguir la integración de estos dispositivos no sólo en el ámbito laboral, sino también en nuestros hogares, en nuestros momentos de ocio y en sectores fundamentales como nuestro sistema sanitario, en la búsqueda de una vida cada vez más larga y saludable.

Aunque los robots actuales han evolucionado significativamente, lo cierto es que aún no están completamente preparados para realizar todo tipo de tareas, y se enfrentan a dificultades serias de locomoción y manipulación de objetos, entre otras. La locomoción y la manipulación son habilidades sumamente complejas, tanto en robots como en humanos. ¿Pero dónde podemos encontrar las soluciones a estos desafíos? La respuesta la hallamos fundamentalmente en la naturaleza, donde encontramos que la mayoría de los seres que la habitan son blandos y flexibles, a diferencia de la robótica convencional, que es predominantemente rígida. De aquí que el paradigma de la robótica blanda nos ofrezca un nuevo camino hacia desarrollos robóticos más versátiles y eficientes.

Los robots con cuerpos y sistemas sensoriales y de actuación blandos y flexibles pueden adaptarse mejor al entorno y realizar tareas de manera más adaptable, al igual que las numerosas criaturas blandas de la naturaleza. Las aplicaciones de esta robótica están revolucionando nuestro mundo. Podemos desarrollar prótesis más avanzadas que reproducen el movimiento natural del cuerpo, mejorar la manipulación con manos robóticas más parecidas a las humanas e inspirarnos en los animales para crear robots con habilidades específicas como las de un pulpo o las de un pequeño gusano. Incluso podemos crear robots comestibles que llevan medicamento a diferentes partes del cuerpo y robots que pueden examinar y eliminar obstrucciones en nuestro organismo de manera segura. Todas estas aplicaciones son inalcanzables para la robótica rígida.

Este tipo de robótica no sólo aborda estos nuevos desafíos, sino que también contribuye al desarrollo de la emoción en los robots. Los robots blandos favorecen el lenguaje no verbal y pueden realizar sus movimientos de manera que resulten emocionales, generando así una mayor empatía en los seres humanos que interaccionan con ellos. Sin duda, se trata de una línea de investigación fascinante en la que ya trabajan numerosos investigadores.

La robótica blanda asienta sus bases en un pilar fundamental como es el de la ciencia de los materiales. Gracias a los avances en el estudio y fabricación de materiales blandos avanzados, somos capaces de desarrollar robots cada vez más adaptables a sus tareas y más seguros. Y estos materiales no sólo contribuyen a conformar la estructura corpórea de estos robots, sino también a constituir su sistema sensorial y su sistema de actuación.

Los avances en el desarrollo de materiales deformables con capacidades sensoriales son muy destacables. Por ejemplo, materiales como las nanofibras de carbono, entre otros muchos, cambian sus propiedades eléctricas con la deformación a la que se ven sometidos. La caracterización de su comportamiento eléctrico nos permite emplear este tipo de materiales como sensores integrables en los robots blandos capaces de medir cómo se mueven y deforman dichos robots durante el desempeño de sus tareas, y emplear estas medidas para la realimentación de sus lazos de control. 

Por citar otro ejemplo, ahora referido al potencial de los actuadores blandos, las aleaciones con memoria de forma (en inglés, Shape Memory Alloy (SMA)) tienen la capacidad de actuar como tendones artificiales controlados por temperatura permitiendo la actuación de dispositivos robóticos como los exoesqueletos para la rehabilitación efectiva de extremidades afectadas por un ictus, entre otras afecciones. Su morfología permite integrarlos en diversos materiales elásticos fácilmente vestibles y proponer soluciones robóticas cada vez más embebidas y compactas. 

En conclusión, la robótica blanda se presenta como un nuevo paradigma que redibuja nuestra relación con la tecnología. Abrazar esta robótica no sólo significa superar desafíos técnicos, sino también explorar un nuevo horizonte de posibilidades que mejorarán nuestras vidas de maneras inimaginables. Es un paso audaz hacia el futuro, donde la colaboración entre humanos y robots redefinirá los límites de lo que es posible.
 

Concepción Alicia Monje Micharet

Coordinadora Línea Estratégica de Inteligencia Artificial del Comité Español de Automática

Profesora Catedrática

Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática

Universidad Carlos III de Madrid

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Este artículo aparece publicado en el nº 550 de Automática e Instrumentación págs. 16 y 17.