'Rolling Fingers', el futuro de la robótica para la interacción física con humanos

Investigadores y profesores de la Escuela de Ingenierías Industriales de la Universidad de Málaga diseñan 'Rolling Fingers', un nuevo prototipo de mano robótica que permite desplazar objetos con un único agarre. Hecho que hasta ahora, para poder realizarse por cualquier robot, era imprescindible usar dos brazos.

Se trata del primer prototipo de mano autómata con dedos articulados y adaptables con una piel capaz de rotar axialmente a distintas velocidades mientras que los dedos realizan un agarre adaptativo de los objetos.

«Cuando un robot móvil tenía que desarrollar cualquier tarea, ya sea industrial o clínica, necesitaba dos manos para hacerla, este prototipo rompe esa barrera y supone un avance», explicó el profesor de Telerobótica de la Universidad de Málaga Jesús Manuel Gómez de Gabriel, autor principal de este trabajo.

La capacidad para manipular de forma segura los componentes en un único agarre, es decir, sin soltarlos, se debe al sistema de tendones que conforman los dedos, lo que les permite moverse hasta que, de forma mecánica pasiva, se ajustan al objeto.

'Rolling Fingers' se compone de dos motores encargados de la velocidad y el movimiento simultáneamente, mientras uno de ellos mueve los dedos ajustando la velocidad, el otro cierra y abre los dedos. Este método añade un gran potencial al brazo robótico al que se adhiere, simplificando mucho el proceso de desplazamiento.

«Son un tipo de dedos especiales novedoso que permite que el dedo, aparte de doblarse, tenga una piel que rote axialmente de forma que cuando agarre un objeto pueda desplazarse longitudinalmente sobre la mano sin tener que soltarlo», puntualizó Gómez de Gabriel.

El campo de la robótica en el cual se incluye el diseño del prototipo es muy específico puesto que se encarga de la ayuda a los humanos con actividades muy concretas. «Es un campo en el que pretendemos que los robots sean capaces de agarrar y manipular a un humano, lo cual ahora mismo no es una aplicación común en la robótica. Normalmente, en los robots es el humano el que se fija a ellos pero, en este caso, pretendemos que el propio robot sea el que pueda tomar el control sobre una persona que no esté colaborando, por ejemplo, porque esté inconsciente», comentó el profesor de Telerobótica.

El investigador aclaró que la verdadera innovación de este nuevo diseño es la mejora del nivel de vida y labor diaria de las personas. Este último aspecto es la clave del proyecto: proporcionar autonomía a las personas y respetar su intimidad.

«El objetivo por el cual se diseñó es el de poder manipular extremidades humanas de manera que cuando un brazo robótico agarra un humano o parte de su cuerpo, como los brazos, pueda cambiar la posición en la que sujeta esa parte y un objetivo secundario es que pueda realizar operaciones como la de remangar el brazo para tener acceso a las constantes vitales o, incluso, poner una inyección sin requerir un segundo robot», declaró Jesús Manuel Gómez de Gabriel.

Asimismo, la inclusión social de 'Rolling Fingers' deriva en la vertiente técnica-industrial. Al adaptar los dedos a la silueta del objeto que agarra mientras rota se logra agilizar y disminuir el tiempo de realización de cada operación así como añadiendo nuevos movimientos.

Estas características lo hacen óptimo para mover productos hortofrutícolas o en aplicaciones industriales, como la instalación de tuberías. «Con esta mano robótica hay operaciones industriales que se pueden hacer más rápidas y más baratas ya que reducimos el número de robots necesarios como, por ejemplo, son las tareas de manipulación de objetos alargados como tuberías, vigas o elementos estructurales», puntualizó Gómez de Gabriel.

El prototipo de mano robótica 'Rolling Fingers' nace en el seno de la Universidad de Málaga desarrollándose dentro de la línea de investigación de 'Robótica para interacción física con humanos' y en colaboración con el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Londres. «Hay otro tipo de investigaciones relacionadas con la interacción con humanos como la de hablar con ellos o acercar objetos pero, en nuestra línea buscamos la interacción física. Una vez que hay contacto entre personas y robots aparecen problemas de seguridad y hay que controlar parámetros como las dimensiones del robot o la fuerza que ejerce. Es un área con más complejidad y, por ello, está menos desarrollada que otros tipos de interacciones», aclaró Gómez de Gabriel.

Además del equipo conformado por profesores, investigadores y estudiantes de la Escuela de Ingenierías Industriales, este proyecto cuenta con la colaboración estrecha de un equipo de médicos traumatólogos que trabajan en el diseño de la mano robótica. Este aspecto resulta primordial en la manipulación de las extremidades puesto que una vez que el robot agarra una extremidad humana no puede moverla como un producto industrial.

Tal y como especificó el profesor Jesús Manuel Gómez de Gabriel: «tras ese antebrazo se encuentra una persona por lo que hay que establecer métodos para manipular correctamente el cuerpo humano y no se realicen movimientos bruscos que afecten al paciente».

En lugar de comercializarse, el prototipo de tres dedos se publicó en la revista científica 'IEEE Robotics and Automation Letters (RA-L)'. Actualmente, ya se ha trabajado con uno de cuatro dedos mejorando la funcionalidad del movimiento. «Hemos creado el prototipo para mejorar la vida de toda la sociedad. En lugar de patentarlo, lo hemos publicado porque entendemos que no es un producto inmediatamente comercial sino un modo de hacer ciertas funciones de las que pueden beneficiarse otros autores para realizar nuevas versiones o aplicaciones a partir de esa mano», declaró el investigador principal de trabajo.

Como siguiente paso, los investigadores trabajan en una nueva fase del proyecto que apuesta por construir un demostrador para poder probar el prototipo, tanto a nivel industrial como, más a largo plazo, en la interacción con humanos. «Buscamos que el robot evolucione y sea capaz de hacer tareas de rehabilitación. Actualmente, estamos mejorando la estructura ya que, desde el punto de vista del control de movimiento, se plantean algunas irregularidades, Estamos mejorando la funcionalidad», confesó el profesor de Telerobótica de la Universidad de Málaga.