Lo primero que viene a la mente al pensar en un autómata es una máquina metálica y dura. Sin embargo, una tendencia en los desarrollos propone un cambio de paradigma, apostando por la suavidad. El concepto clave es la robótica blanda que reemplaza las piezas tradicionales y rígidas por materiales más dóciles, como silicona, caucho y geles.
Manuel Catalano, investigador del Instituto Italiano de Tecnología (IIT) y especialista en la materia, nos cuenta que la idea no es nueva. “Ya se debatía en la década de 1960, cuando la robótica industrial comenzaba a consolidarse. Los investigadores reconocieron que un robot capaz de absorber impactos y adaptarse al contacto podría ser útil, especialmente fuera de entornos industriales altamente controlados”, señala en diálogo con TN Tecno.
Transcurridas varias décadas desde entonces, ¿en qué instancia se encuentran estos desarrollos y qué beneficios prometen para mejorar la interacción con humanos y con entornos que, en ocasiones, requieren habilidades sutiles?
“La seguridad y la adaptabilidad es tan importante como la resistencia”
Según el experto, la investigación en robótica blanda ha crecido mucho en las últimas dos décadas. “Cada vez se espera más que los robots trabajen en hogares, hospitales, almacenes y espacios públicos, cerca de las personas. En estos contextos, la seguridad y la adaptabilidad se vuelven tan importantes como la precisión y la resistencia”, sostiene.
- ¿Por qué los robots rígidos han dominado hasta ahora?
- Bueno, son extremadamente eficaces en las tareas para las que se desarrolló originalmente la automatización industrial: mover cargas pesadas, soldar, ensamblar componentes y repetir el mismo movimiento millones de veces con alta precisión. Su mecánica y su posición es más fácil de controlar y sus estructuras pueden soportar grandes fuerzas.
Los materiales duros siguen siendo esenciales en muchas partes de un robot. Un brazo robótico, por ejemplo, puede necesitar un esqueleto rígido que soporta el peso y garantiza la precisión, mientras que su mano, superficie exterior o articulaciones pueden beneficiarse de la flexibilidad. Es probable que el futuro esté compuesto por robots híbridos, en lugar de robots totalmente blandos o totalmente rígidos.
- ¿Cuál es el principio fundamental de este enfoque para el desarrollo de autómatas?
- Los humanos no somos rígidos: nuestros cuerpos se deforman, absorben impactos y se adaptan continuamente al contacto. La robótica blanda intenta incorporar algunas de estas propiedades a las máquinas, utilizando estructuras flexibles, materiales blandos y estrategias de control que hacen que la interacción sea más segura y natural.
- ¿Cuáles son las principales aplicaciones de la robótica blanda? ¿Qué áreas ya se benefician más de los avances en este campo?
- La robótica blanda resulta especialmente valiosa cuando una máquina debe interactuar de forma segura con personas, objetos frágiles o entornos irregulares.
En algunos sectores, esto ya está ocurriendo. Pinzas blandas, dispositivos de rehabilitación portátiles y componentes robóticos flexibles se utilizan cada vez más en entornos industriales y clínicos. Lo que tardará más es la llegada de robots blandos de uso general y altamente capaces a hogares o espacios públicos.
La atención médica, la rehabilitación y las prótesis se encuentran entre las áreas más importantes. Los dispositivos flexibles y portátiles pueden facilitar la rehabilitación, ayudar en los movimientos de la mano tras una lesión o asistir a personas con movilidad reducida. Las manos y los pies robóticos flexibles también pueden hacer que las prótesis sean más cómodas, estables y adaptables durante las actividades cotidianas. En el IIT, por ejemplo, hemos desarrollado la SoftHand Pro, una mano robótica inspirada en la coordinación natural de la mano humana, y el SoftFoot Pro, un pie robótico flexible inspirado en la marcha humana.
En la industria, las pinzas blandas y los efectores finales flexibles facilitan la manipulación de objetos frágiles, irregulares o muy variables, reduciendo la necesidad de un posicionamiento extremadamente preciso. En el JOiiNT LAB, la iniciativa conjunta del IIT e Intellimech, estamos explorando cómo los robots pueden manipular objetos con formas y propiedades variables, y cómo los efectores finales blandos o flexibles pueden ayudar a los robots a interactuar con herramientas y entornos diseñados para manos humanas, por ejemplo, mangos, palancas y herramientas manuales durante la inspección y el mantenimiento robótico de la planta de producción.
- ¿Qué tipos de materiales son especialmente útiles para el desarrollo de robots blandos?
- Los investigadores combinan varias familias de materiales según la tarea. Los elastómeros de silicona y los cauchos son comunes por su flexibilidad, durabilidad y capacidad de recuperar su forma original tras la deformación. Los textiles y tejidos técnicos son útiles para robots vestibles y estructuras inflables. Los plásticos flexibles, las espumas y los compuestos blandos pueden proporcionar diferentes niveles de rigidez y protección.
Los robots blandos también combinan estos materiales con sensores integrados, electrónica flexible, cámaras neumáticas, cables u otros sistemas de actuación. Una línea de investigación importante es el desarrollo de materiales cuya rigidez pueda modificarse activamente: un robot puede ser blando al interactuar con una persona y volverse más rígido cuando necesita sujetar una herramienta o transportar una carga.
- ¿Cuáles son los principales retos en el desarrollo de robots blandos? ¿Surgen dificultades relacionadas con la prescindencia de elementos rígidos?
- Sí. La blandura aporta adaptabilidad, pero también dificulta el modelado y el control del robot. Un robot rígido tiene partes cuyo movimiento se puede predecir con relativa precisión. Una estructura flexible puede doblarse, estirarse y deformarse de muchas maneras, a menudo dependiendo de lo que toque.
Esto hace que la detección sea especialmente importante: el robot necesita comprender su propia forma, las fuerzas que aplica y el contacto que establece. El desafío se vuelve aún mayor cuando los robots tienen que manipular objetos deformables como ropa, cables u otros materiales flexibles, ya que el objeto en sí cambia de forma continuamente durante la tarea.
La durabilidad es otro desafío, ya que los materiales flexibles pueden desgastarse, romperse o cambiar sus propiedades con el tiempo. Por lo tanto, el objetivo no es eliminar por completo los componentes rígidos, sino encontrar el equilibrio adecuado entre flexibilidad, resistencia, detección y control para cada aplicación.
Consultado acerca de cuándo veremos más robots blandos en el día a día, más allá de los casos conocidos en laboratorios y sectores específicos, Catalano apunta a los próximos cinco o diez años.
“Es probable que veamos un número creciente de aplicaciones especializadas: dispositivos de asistencia, robots colaborativos más seguros en los lugares de trabajo, robots para la manipulación de alimentos y la agricultura, y máquinas diseñadas para apoyar a los profesionales de la salud. Su difusión dependerá no solo del progreso técnico, sino también de la fiabilidad, el coste, la certificación y la capacidad de demostrar claros beneficios en condiciones de trabajo reales”, explica.
Uno de los casos es Frasky, al que conocimos anteriormente. Se trata de un robot desarrollado en el IIT diseñado para recoger uvas sin dañarlas, que ya comenzó a trabajar en viñedos italianos.
“El escenario más realista no es que desaparezcan los robots rígidos, sino que cada vez más robots adquieran partes blandas, adaptables y más seguras allí donde se necesite contacto directo con personas u objetos delicados”, concluye el experto.
