Los robots obtienen una cara carnosa (y una sonrisa) en una nueva investigación
Los ingenieros en Japón están intentando conseguir que los robots imiten esa expresión particularmente humana: la sonrisa.
Han creado una mascarilla facial a partir de células de la piel humana y la han acoplado a robots con una técnica novedosa que oculta la unión y es lo suficientemente flexible como para convertirse en una mueca o en una sonrisa blanda.
El efecto es algo entre la aterradora máscara de Hannibal Lecter y la figura de Claymation, Gumby.
Pero los científicos dicen que los prototipos abren el camino para robots más sofisticados, con una capa exterior lo suficientemente elástica y duradera para proteger la máquina y hacerla parecer más humana.
Más allá de la expresividad, el «equivalente de la piel», como lo llaman los investigadores, que se elabora a partir de células vivas de la piel en un laboratorio, puede cicatrizar y quemar y también autocurarse, según un estudio publicado el 25 de junio en la revista Cell Reports Physical Science.
“Los rostros y expresiones similares a los humanos mejoran la comunicación y la empatía en las interacciones entre humanos y robots, lo que hace que los robots sean más efectivos en funciones de atención médica, servicio y compañía”, dijo Shoji Takeuchi, profesor de la Universidad de Tokio e investigador principal del estudio, en un correo electrónico.
La investigación se produce en un momento en que los robots son cada vez más omnipresentes en las fábricas.
Había 3,9 millones de robots industriales trabajando en líneas de montaje de automóviles y productos electrónicos y otros entornos laborales en 2022, según la Federación Internacional de Robótica.
Un subconjunto del stock total de robots incluye los llamados humanoides, máquinas diseñadas con dos brazos y dos piernas que les permiten trabajar en entornos construidos para trabajadores humanos, como fábricas, pero también en hostelería, atención sanitaria y educación.
Carsten Heer, portavoz de la federación, dijo que los humanoides eran “un área de desarrollo apasionante”, pero que su adopción en el mercado masivo sería compleja y podría verse limitada por el costo.
Aun así, en octubre de 2023, el gobierno chino anunció el objetivo de humanoides producidos en masa para 2025, lo que predijo aumentaría enormemente su productividad industrial.
Por décadas, Los ingenieros robóticos han experimentado con materiales.con la esperanza de encontrar algo que pueda proteger la compleja maquinaria de un robot pero que sea lo suficientemente suave y liviano para una amplia gama de usos.
Si la superficie de un robot se golpea o se raya, puede provocar un mal funcionamiento de la máquina, lo que hace que la capacidad de autorreparación sea una «característica crítica» para los robots humanoides, dijeron los investigadores en el documento.
El novedoso método de fijación a la piel hace avanzar el campo naciente de la robótica “biohíbrida”, que integra la ingeniería mecánica con la ingeniería genética y de tejidos, dijo Kevin Lynch, director del Centro de Robótica y Biosistemas de la Universidad Northwestern.
«Este estudio es una contribución innovadora al problema de anclar la piel artificial al material subyacente», dijo el profesor Lynch, y agregó que «la piel viva puede ayudarnos a lograr el santo grial de las pieles autocurativas en robots biohíbridos».
Agregó que el estudio no aborda cómo la piel de los robots se autocurará sin apoyo externo.
Para estos robots, el desafío de los materiales se extiende a la verosimilitud: encontrar formas de dotar a la máquina de características que la hagan parecer y comportarse más como un humano, como la capacidad de sonreír.
Los científicos, incluido el profesor Takeuchi y sus colegas de la Universidad de Tokio, han estado trabajando con piel humana creada en laboratorio durante años.
En 2022, el equipo de investigación desarrolló un dedo robótico cubierto de piel viva, lo que permite que el dedo de la máquina se doble como un dedo humano, dándole la capacidad táctil para realizar tareas potencialmente más precisas.
El equipo del profesor Takeuchi había intentado anclar la piel con miniganchos, pero estos provocaban desgarros cuando el robot se movía. Entonces el equipo decidió imitar los ligamentos, las pequeñas cuerdas de tejido suelto que conectan los huesos.
Los miembros del equipo perforaron pequeños agujeros en forma de V en el robot y aplicaron un gel que contenía colágeno, que tapó los agujeros y unió la piel artificial al robot.
«Este enfoque integra robots rígidos tradicionales con pieles biológicas suaves, haciéndolos más ‘parecidos a los humanos'», dijo Yifan Wang, profesor asistente en la escuela de ingeniería mecánica y aeroespacial de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, quien investiga «robots blandos» que imitan criaturas biológicas.
La unión de la piel también le da a un robot biohíbrido el potencial de generar sensaciones, acercando la ciencia un paso más a la fantasía de ciencia ficción.
“Esto podría crear oportunidades para que el robot detecte e interactúe de forma segura con los humanos”, dijo el profesor Wang.
Las caras de los robots con piel artificial en el laboratorio del profesor Takeuchi no tienen la capacidad de sentir el tacto o los cambios de temperatura u otros estímulos externos.
El profesor Takeuchi dijo que ese es su próximo objetivo de investigación.
“Nuestro objetivo es crear una piel que imite lo más posible la funcionalidad de la piel real mediante la construcción gradual de componentes esenciales como vasos sanguíneos, nervios, glándulas sudoríparas, glándulas sebáceas y folículos pilosos”, dijo.
En lugar de los sistemas neuronales que transmiten sensaciones en el cuerpo humano, la electrónica de un robot necesitaría alimentar una señal de sensor, un desarrollo que, según el profesor Wang, requeriría mucho más tiempo e investigación.