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ChromoSense © Titouan Veuillet/Adrian Alberola Campailla CRÉDITO DE LA IMAGEN © Titouan Veuillet/Adrian Alberola Campailla |
Abstracto:
Los investigadores en robótica ya han logrado grandes avances en el desarrollo de sensores que pueden detectar cambios de posición, presión y temperatura, todos ellos importantes para tecnologías como los dispositivos portátiles y las interfaces entre humanos y robots. Pero una característica distintiva de la percepción humana es la capacidad de percibir múltiples estímulos a la vez, y esto es algo que la robótica ha luchado por lograr.
Un sensor basado en colores para imitar la sensibilidad de la piel: en un paso hacia robots blandos y tecnologías portátiles más autónomos, los investigadores de la EPFL han desarrollado un dispositivo que utiliza el color para detectar simultáneamente múltiples estímulos mecánicos y de temperatura.
Lausana, Suiza | Publicado el 8 de diciembre de 2023
Ahora Jamie Paik y sus colegas del Laboratorio de Robótica Reconfigurable (RRL) de la Facultad de Ingeniería de EPFL han desarrollado un sensor que puede detectar combinaciones de flexión, estiramiento, compresión y cambios de temperatura, todo ello utilizando un sistema robusto basado en un concepto simple y reducido: el color.
Llamada ChromoSense, la tecnología del RRL se basa en un cilindro de goma translúcido que contiene tres secciones de color rojo, verde y azul. Un LED en la parte superior del dispositivo envía luz a través de su núcleo, y los cambios en la trayectoria de la luz a través de los colores a medida que el dispositivo se dobla o estira son detectados por un medidor espectral miniaturizado en la parte inferior.
“Imagínese beber tres sabores diferentes de granizados al mismo tiempo con tres pajitas diferentes: la proporción de cada sabor cambia a medida que dobla o gira las pajitas. «Este es el mismo principio que utiliza ChromoSense: detecta cambios en la luz que viaja a través de las secciones coloreadas a medida que la geometría de esas secciones se deforma», dice Paik.
Una parte sensible al calor del dispositivo también le permite detectar cambios de temperatura utilizando un tinte especial, similar al de las camisetas que cambian de color o los anillos de humor, cuyo color se desatura cuando se calienta. La investigación fue publicada en Nature Communications y seleccionada para la página Destacados del editor.
Un enfoque más ágil hacia los wearables
Paik explica que si bien las tecnologías robóticas basadas en cámaras o múltiples elementos sensores son efectivas, pueden hacer que los dispositivos portátiles sean más pesados, más engorrosos y requieran más procesamiento de datos.
«Para que los robots blandos nos sirvan mejor en nuestra vida diaria, deben poder sentir lo que estamos haciendo», afirma. “Tradicionalmente, la forma más rápida y rentable de lograrlo ha sido a través de sistemas basados en visión que capturan todas nuestras actividades y luego extraen los datos necesarios. ChromoSense permite mediciones más específicas y con mayor densidad de información, y el sensor se puede integrar fácilmente en diferentes materiales para diferentes tareas”.
Gracias a su estructura mecánica simple y al uso del color a través de cámaras, ChromoSense podría prestarse potencialmente a una producción en masa de bajo costo. Además de las tecnologías de asistencia, como los exotrajes que ayudan a la movilidad, Paik ve aplicaciones cotidianas para ChromoSense en equipos o prendas deportivas que podrían proporcionar a los usuarios información sobre su forma y movimientos.
Una fortaleza de ChromoSense (su capacidad para detectar múltiples estímulos simultáneamente) también puede ser una debilidad, ya que desacoplar los estímulos aplicados simultáneamente sigue siendo un desafío en el que los investigadores están trabajando. Paik dice que actualmente están centrados en mejorar la tecnología para capturar fuerzas que actúan localmente, o los límites precisos de un material a medida que cambia de forma.
«Si ChromoSense gana popularidad y mucha gente quiere utilizarlo como una solución de detección robótica universal, entonces creo que aumentar aún más la densidad de información del sensor podría convertirse en un desafío realmente interesante», afirma.
En el futuro, Paik también planea experimentar con diferentes formatos para ChromoSense, cuyo prototipo fue una forma cilíndrica y como parte de un exo-traje suave y portátil, pero también podría imaginarse en una forma plana que se adapte mejor a las formas distintivas del origami. El robot del RRL es adecuado.
“Con nuestra tecnología, cualquier cosa puede convertirse en sensor siempre que la luz pueda pasar a través de él”, resume.
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