Suave y fuerte, impotente todo el tiempo

Los robots emplean una amplia gama de tipos de pinzas para interactuar con objetos en su entorno con precisión y versatilidad. Entre los muchos tipos disponibles, las pinzas mecánicas son las más comunes y utilizadas. Con sus mandíbulas o dedos, agarran objetos de manera efectiva, lo que permite operaciones simples de recoger y colocar o tareas de manipulación complejas. Las pinzas de vacío, por otro lado, dependen de la succión para manipular de forma segura objetos lisos y de superficie plana, como vidrio o componentes electrónicos, al tiempo que minimizan el contacto físico para evitar daños. Las pinzas magnéticas utilizan fuerzas electromagnéticas para sujetar firmemente objetos ferromagnéticos, lo que resulta particularmente útil en entornos desafiantes o peligrosos.

Y la lista sigue y sigue, con una solución personalizada disponible para prácticamente cualquier caso de uso. Pero en el caso de la robótica blanda, la selección de pinzas puede ser un poco limitada. Fabricar dispositivos que sean suaves y, al mismo tiempo, resistentes ya es bastante desafiante. Pero agregar también sistemas de actuación y detección sin introducir ningún componente rígido es aún más difícil. Y si la aplicación requiere que la pinza no utilice ningún dispositivo electrónico, entonces buena suerte para encontrar algo que sea adecuado.

Sin embargo, esto es exactamente lo que ha logrado recientemente un equipo de robóticos de la Universidad de California en San Diego y la corporación BASF. Han desarrollado una pinza robótica suave impresa en 3D que puede recoger, sostener y soltar objetos. También está equipado con sensores táctiles y de gravedad. Y no se requiere absolutamente ningún dispositivo electrónico para operarlo.

Se desarrolló un enfoque de impresión 3D especializado en fabricación de filamentos fundidos para permitir este avance tecnológico. En general, las limitaciones de este método de impresión dan como resultado objetos que tienen un alto grado de rigidez y también tienden a tener fugas, lo que impide su uso para muchas aplicaciones. Pero el enfoque del equipo implicó dibujar un camino continuo durante la creación de cada capa. Esto evitó la introducción de defectos en la impresión. También permitió crear estructuras más finas y detalladas, lo que significa que estas impresiones pueden ser un orden de magnitud más suaves que las impresiones normales.

La impresión sin defectos permitió la integración de canales y válvulas neumáticas que controlan un flujo de aire a alta presión que desencadena la actuación. Cuando el sensor táctil es activado por un objeto dentro de las mandíbulas de la pinza, se permite que entre aire comprimido en los canales internos para agarrar el objeto de forma segura. Al girar la mano de la manera correcta, se activa el sensor de gravedad, que a su vez libera la presión del aire y hace que las mandíbulas se abran.

Los procedimientos de fabricación también se pueden utilizar para producir otros tipos de estructuras y pinzas para robots blandos. Los investigadores prevén que estos dispositivos se utilicen en tareas industriales, de investigación y exploración en el futuro. La suavidad del sistema también podría tener utilidad en aplicaciones especializadas donde se requiere una manipulación delicada, como es el caso de la producción de alimentos y la manipulación de frutas y verduras, por ejemplo. Y dado que los procedimientos de fabricación se pueden llevar a cabo en configuraciones de impresión 3D de escritorio, esta tecnología podría usarse ampliamente para cualquier cantidad de aplicaciones.