Sensores táctiles flexibles para robots
(NC&T) El trabajo, realizado por un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, es un paso esencial en el desarrollo de robots que puedan identificar y manipular objetos en ambientes reales.
"Estamos desarrollando sensores táctiles artificiales que imitarán la funcionalidad y eficacia encontrada en estructuras biológicas como los dedos del ser humano", explica Chang Liu, profesor de diseño eléctrico e ingeniería informática en Illinois. "Hemos demostrado que una serie de sensores simples y económicos pueden usarse para analizar e identificar las texturas de las superficies".
Los sensores biológicos proporcionan una rica información acerca de la forma, dureza y textura de un objeto. Los robots suelen poseer sólo un sensor de presión para asir objetos, y no pueden determinar si éste es duro o suave, o cuán fuertemente están presionándolo.
"Uno de los problemas no solucionados de la robótica es el manejo de objetos delicados, como por ejemplo unos huevos", reconoce Douglas Jones, también profesor de diseño eléctrico e ingeniería informática. "El sistema de sensores en el que trabajamos debería otorgarle al robot una capacidad similar a la que los humanos tenemos en nuestras manos y que nos permite agarrar un huevo con bastante fuerza para que no se nos resbale, pero sin tanta que lo rompamos".
 | | Científicos del grupo de la UI (Foto: Kwame Ross) |
Los sensores se fabricaron de un polímero en hoja usando las económicas técnicas de fotolitografía con patrones. En el trabajo presentado, los investigadores crearon una distribución de 16 sensores (4 x 4) y evaluaron su comportamiento.
Cada sensor se parece un poco a la cabeza de un tambor, con un abultamiento diminuto en el centro, y mide aproximadamente 200 micras de diámetro. En la superficie del tambor, depositan una galga de tensión de hoja metálica delgada que cambia su resistencia eléctrica cuando es estirada, de modo que al presionar el sensor se genera una información que es convertida en datos digitales para enviarlos a un ordenador donde son analizados con un algoritmo de procesamiento de señales. Esta clase de algoritmos avanzados hacen el proceso más eficaz en lo que se refiere al procesamiento informático, ya que pueden determinar rápidamente qué sensores se activan en el conjunto, y si el objeto es plano, tiene forma de caja o de una X.
En el trabajo futuro, los investigadores quieren mejorar aún más la eficacia simplificando el algoritmo de procesamiento de señales para que pueda ejecutarse en circuitos montados sobre el mismo substrato que el sensor, y también utilizar conjuntos más grandes de sensores distribuidos, así como formas más eficaces de importar y utilizar los datos. Tales mejoras podrían ampliar la funcionalidad de los robots en las cadenas de montaje y facilitar el desarrollo de vehículos autónomos.
"Nuestra meta final es lograr que los robots operen en ambientes naturales, y una mayor confianza en los robots por parte de los humanos. Para ello, debemos disponer de sistemas de sensores que puedan analizar el entorno físico de modo más fiable, preciso y rápido", ha declarado Chang Liu.
|
