Uno de los motivos principales por los que los robots no nos echan una mano con las tareas de cada día tiene que ver con una simple falta de destreza manual. Un nuevo estudio elaborado por un equipo de la Universidad de Columbia en Nueva York podría hacer que los robots—y las prótesis robóticas—pudieran agarrar mejor cualquier tipo de objeto.

Peter Allen, profesor de la Universidad de Columbia y director de su Grupo de Robótica, junto a su colega Matei Ciocarlie, han desarrollado una forma más simple de controlar la destreza de una mano robótica mediante una serie de investigaciones en el campo de la biología. Se dieron cuenta de que mientras que las manos humanas poseen 20 grados de libertad (20 articulaciones capaces de doblarse), cada una de las articulaciones no es capaz de moverse de forma completamente independiente; en vez de eso, los movimientos están unidos a los de las otras articulaciones a través de músculos o nervios.

Tradicionalmente, el software utilizado para controlar una mano robótica compleja siempre se ha enfocado en intentar tener en cuenta todos los grados de libertad de las articulaciones robotizadas, aunque esto resulta torpe a nivel informático y acaba ralentizando al robot. En vez de eso, Allen y Ciocarlie decidieron limitar el movimiento de la mano del robot de la misma forma que la mano humana se ve limitada. Al unir las articulaciones de esta forma, mostraron que era posible controla una mano robótica compleja mediante el uso de algoritmos más eficientes y rápidos, sin perder por ello ningún grado de funcionalidad. “Podemos aprender a partir de la biología a reducir los grados de libertad,” afirma Allen. “Aunque tengas 20 grados de libertad, no necesitas usarlos todos.”

Los investigadores experimentaron con cuatro tipos de manos robóticas complejas, cada una de ellas con múltiples articulaciones. Desarrollaron un software para controlar cada agarrador a partir de la vinculación de sus articulaciones. Durante pruebas de simulación y en la vida real, el software fue capaz de recalcular rápidamente las posiciones de agarre para así poder tomar distintos objetos, incluyendo un vaso de vino, un frasco, un teléfono, una maqueta de avión y un cenicero.

El sistema trabaja en dos fases. En primer lugar elige una serie de movimientos de agarre posibles dependiendo del ángulo en el que la mano se acerque al objeto. En segundo lugar, elige la posición que será capaz de proporcionar un agarre más estable. Después, si el controlador opina que la posición de agarre es la apropiada, da la orden y la mano procede a agarrar el objeto.

“Agarrar objetos con una mano similar a la humana supone un problema computacional aparentemente complejo,” afirma Charlie Kemp, profesor en el Georgia Institute of Technology, y que ha desarrollado robots capaces de agarrar objetos no familiares. “Este estudio sugiere que existe una simplicidad subyacente. Nos muestra que una mano compleja puede no tener por qué necesitar un cerebro complejo.”

“Creo que este es el camino a seguir dentro del agarre automatizado,” añade Eric Berger, codirector del programa de robótica personal en Willow Garage, un centro de investigación robótica en California. “Desde mi punto de vista, el algoritmo funciona… es novedoso y útil, aunque lo más interesante acerca de todo lo que están haciendo tiene que ver con la variedad de métodos que están utilizando para aplicar estos nuevos algoritmos al mundo real.”

Durante sus experimentos, el equipo de Columbia preprogramó el sistema con una idea aproximada de la forma del objeto que iba a agarrar. El siguiente paso es emparejar el agarrador robótico con un sistema que le permita evaluar de forma completa objetos no familiares en el mundo real.

Existen otros grupos de investigación que están progresando en esta área. Por ejemplo, Intel ha creado un tipo de tecnología que utiliza campos eléctricos para sentir los objetos delicados que estén a su alcance, mientras que Andrew Ng y sus colegas de la Universidad de Stanford han desarrollado un robot capaz de calcular el mejor lugar por donde agarrar un objeto que no se haya visto hasta el momento de ser agarrado.