Científicos de materiales e ingenieros de la Universidad de Tsinghua han desarrollado una piel electrónica (e-skin) de doble modalidad táctil. Esta innovación promete mejorar las capacidades sensoriales de los robots y permitirles comunicar información táctil a los usuarios humanos, facilitando así una interacción bidireccional entre humanos y máquinas basada en el tacto.
Este avance se detalla en un estudio recientemente aceptado por la conferencia IEEE ICRA 2024 y publicado en el servidor de preimpresión arXiv.
“Nuestro artículo presenta una piel electrónica de modo dual (e-skin) diseñada para mejorar la interacción persona-computadora (HRI)“, dijo a Tech Xplore el Dr. Wenbo Ding, coautor del artículo, quien compartió que este nuevo tipo de “piel” está diseñada para superar las limitaciones de las tecnologías actuales de aquellas que solo ofrecen percepción táctil o retroalimentación táctil, pero no ambas.
La integración de los mecanismos de detección y retroalimentación en un solo dispositivo ha sido un desafío, resultando en dispositivos más grandes y costosos de producir.
Piel electrónica de doble función
El objetivo principal de este estudio fue crear una e-skin que no solo detecte información táctil, sino que también responda a las fuerzas de contacto, permitiendo la transmisión bidireccional de información táctil. La piel electrónica desarrollada combina la detección táctil magnética multimodal con retroalimentación por vibración, integrando una película magnética flexible, un elastómero de silicona, un arreglo de sensores Hall, un arreglo de actuadores y una unidad de microcontrolador.
“La e-skin integra una película magnética flexible, un elastómero de silicio, un conjunto de sensores Hall, un conjunto de actuadores y una unidad de microcontrolador“, explicó el Dr. Ding. “El sensor Hall detecta la deformación de la película magnética causada por la presión mecánica, lo que provoca cambios en el campo magnético, logrando así una percepción táctil multidimensional. Al mismo tiempo, el conjunto de actuadores genera vibración mecánica para proporcionar retroalimentación táctil, mejorando la experiencia interactiva entre humanos y robots.“
La e-skin puesta a prueba
El Dr. Ding y su equipo probaron un prototipo de esta nueva piel en una serie de experimentos, evaluando su potencial en aplicaciones como el reconocimiento de objetos, la pesada precisa y la interacción humana-robot inmersiva. Los resultados demostraron su efectividad tanto en la detección de información táctil como en la generación de retroalimentación táctil.
“El experimento de pesaje es particularmente innovador, ya que emplea vibraciones táctiles de formas inesperadas y creativas“, afirmó el Dr. Ding. “Además, se puede controlar la velocidad del delicado proceso de pesaje y se puede mejorar la precisión del control a (~0,0246 g), satisfaciendo los requisitos diarios de pesaje industrial y de cocina. El coste total del dispositivo es inferior a 26 dólares y pesa menos de 29 gramos.”
La nueva piel de doble modalidad podría implementarse pronto en diversos entornos, potenciando la manipulación robótica, permitiendo un control más preciso en robots industriales y abriendo nuevas vías para el desarrollo de extremidades protésicas avanzadas.
“Nuestra investigación y desarrollo futuros se centrarán en miniaturizar los componentes de la piel electrónica para una gama más amplia de aplicaciones, incorporando nuevas modalidades de detección (por ejemplo, detección de temperatura) y añadiendo retroalimentación auditiva“, añadió el Dr. Ding. “Estos avances tienen como objetivo proporcionar una experiencia sensorial más completa y mejorar la colaboración entre humanos y máquinas“.
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Fuente: techxplore.com
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