Los robots obtienen una cara carnosa (y una sonrisa) en una nueva investigación

Los ingenieros en Japón están tratando de conseguir que los robots imiten esa expresión particularmente humana: la sonrisa.

Crearon una mascarilla facial a partir de células de la piel humana y la conectaron a robots con una nueva técnica que oculta el vínculo y es lo suficientemente flexible como para transformarse en una mueca o una suave sonrisa.

El efecto es algo entre la aterradora máscara de Hannibal Lecter y la figura de Claymation Gumby.

Pero los científicos dicen que los prototipos allanaron el camino para robots más sofisticados, con una capa exterior que es elástica y lo suficientemente fuerte como para proteger la máquina y al mismo tiempo hacerla parecer más humana.

Según un estudio publicado el 25 de junio en la revista Cell Reports Physical Science, el “equivalente de la piel”, como lo llaman los investigadores, elaborado a partir de células cutáneas vivas en el laboratorio, puede cicatrizar, quemar e incluso autocurarse. .

«Los rostros y expresiones similares a los humanos mejoran la comunicación y la empatía en las interacciones entre humanos y robots, haciendo que los robots sean más efectivos en funciones de atención médica, servicio y compañía», dijo en un correo electrónico Shoji Takeuchi, profesor de la Universidad de Tokio e investigador principal de la Universidad de Tokio. el estudio.

La investigación llega en un momento en que los robots se están volviendo más omnipresentes en las fábricas.

Según la Federación Internacional de Robótica, en 2022 había 3,9 millones de robots industriales trabajando en líneas de montaje de electrónica y automoción y otros entornos laborales.

Un subconjunto de la flota 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 e instrucción.

Carsten Heer, portavoz de la federación, dijo que los humanoides eran «un área de desarrollo apasionante», pero que la adopción en el mercado masivo sería compleja y podría estar limitada por los costos.

Sin embargo, en octubre de 2023, el gobierno chino anunció el objetivo de producir humanoides en masa para 2025, lo que, según predijo, aumentaría significativamente su productividad industrial.

Durante décadas, los ingenieros en robótica han experimentado con materiales, con la esperanza de encontrar algo que pudiera proteger la compleja maquinaria de un robot pero que fuera lo suficientemente suave y liviano para una amplia gama de usos.

Si la superficie de un robot se abolla o se raya, esto puede provocar un mal funcionamiento de la máquina, lo que hace que la capacidad de autorreparación sea una «característica clave» para los robots humanoides, dicen los investigadores en el artículo.

El nuevo método de unión a la piel avanza en el incipiente campo 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 representa una contribución innovadora al problema de anclar la piel artificial al material subyacente», afirmó el profesor Lynch, y añadió que «la piel viva puede ayudarnos a alcanzar el Santo Grial de las pieles autocurativas en robots biohíbridos».

Añadió que el estudio no aborda cómo la piel de los robots se cura por sí sola sin apoyo externo.

Para estos robots, el desafío de los materiales se extiende a la verosimilitud: encontrar formas de darle a la máquina características que la hagan parecer y comportarse más como un ser humano, como la capacidad de sonreír.

Los científicos, incluido el profesor Takeuchi y sus colegas de la Universidad de Tokio, llevan años trabajando con piel humana producida en laboratorio.

En 2022, el equipo de investigación desarrolló un dedo robótico cubierto de piel viva, que permite que el dedo de la máquina se doble como un dedo humano, dándole la tacto necesaria 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, los pequeños hilos 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 fijó la piel artificial al robot.

«Este enfoque integra robots rígidos tradicionales con pieles biológicas suaves, haciéndolos más ‘parecidos a los humanos'», afirmó Yifan Wang, profesor asociado de la facultad de ingeniería mecánica y aeroespacial de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, que estudia «robots blandos». «que imitan a criaturas biológicas.

La unión de la piel también le da a un robot biohíbrido el potencial de crear sensaciones, acercando la ciencia un paso más a la fantasía de ciencia ficción.

«Esto podría crear oportunidades para que el robot perciba e interactúe de forma segura con los humanos», dijo el profesor Wang.

Los rostros de los robots con piel artificial del laboratorio del profesor Takeuchi no tienen la capacidad de percibir el tacto, los cambios de temperatura u otros estímulos externos.

El profesor Takeuchi dijo que este será su próximo foco de investigación.

«Nuestro objetivo es crear una piel que imite fielmente 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 que los sistemas neuronales transmitan 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.