RAPHaEL: Una delicada mano robótica

En el Robotics and Mechanisms Laboratory (conocido también como Proyecto RoMeLa) han creado, junto a la escuela de ingeniería del Virginia Tech, una mano robótica revolucionaria. RAPHaEL (Robotic Air Powered Hand with Elastic Ligaments) es impulsada por aire comprimido, y ya ha ganado varios premios a la innovación. Es capaz de sostener objetos delicados (como un huevo o una bombilla de luz) sin romperlos.

Casi todas las manos robóticas que has visto funcionan mediante la combinación de motores, electricidad y cables. En estas, la energía eléctrica se transforma en energía mecánica gracias a los motores, que se encargan de mover las diferentes piezas de la misma. Este enfoque es bastante antiguo, está muy probado y funciona bien. Pero tiene –si lo comparamos con una mano humana- muy poca sensibilidad. En general, las que poseen gran fuerza, como los brazos robóticos utilizados en la industria automotriz, son incapaces de tratar con delicadeza una pieza frágil. Y, por el contrario, las más pequeñas que son capaces de manipular un huevo sin romperlo, carecen casi por completo de fuerza.

Pero un enfoque diferente, basado en el empleo de aire comprimido en lugar de motores, puede ser la solución para crear brazos robóticos –que eventualmente pueden convertirse en prótesis para amputados– que tengan lo mejor de ambos mundos: fuerza y delicadeza. El prototipo que ha demostrado la viabilidad de este sistema se llama RAPHaEL (Robotic Air Powered Hand with Elastic Ligaments, o Mano Robótica Impulsada por Aire con Ligamentos Elásticos), y ha sido desarrollado por el Robotics and Mechanisms Laboratory (RoMeLa) junto con la escuela de ingeniería del Virginia Tech.

Básicamente tiene dos diferencias importantes con los modelos que utilizamos en la actualidad. En primer lugar, obtiene la fuerza necesaria para mover sus articulaciones de aire comprimido en lugar de engranajes o servomotores. El aire es un elemento elástico, característica que ayuda a la hora de obtener movimientos suaves y naturales. En segundo lugar, la inclusión de “ligamentos elásticos”, parecidos a los que se pueden encontrar en los animales, permite que la fuerza de los dedos pueda ser administrada con delicadeza y precisión. De hecho, todo esto ha permitido crear un sistema tan sensible que es capaz de agarrar y manejar una bombilla eléctrica o un huevo sin romperlos.

Dennis Hong, director de este proyecto, dice que “el diseño de los impulsores de aire comprimido es lo que hace a esta mano algo único, dado que se elimina la necesidad de cualquier tipo de motor o servomecanismo”. Además, Hong explica que “la fuerza de sus dedos puede ser ajustada con sólo con cambiar la presión del aire”. El ajuste de la potencia del aire comprimido, junto a la presencia de los ligamentos elásticos, hacen que los dedos sigan el contorno del objeto que sostienen con total naturalidad. Según el investigador, estas razones son suficientes para asegurarle a RAPHaEL “un gran mercado potencial en el sector de las prótesis robóticas.” Además, la fabricación de este tipo de brazos es más económico, simple y seguro que sus contrapartes electromecánicas.

Por el momento, RAPHaEL esta destinada a ser parte de un robot humanoide llamado CHARLI (Cognitive Humaoid Robot With Learning Intelligence o Robot Humanoide Cognitivo con Inteligencia de Aprendizaje), que está siendo desarrollado con fines educativos por RoMeLa. CHARLI será el primer robot humanoide bípedo de tamaño real que ha sido fabricado por completo en Estados Unidos, y sus creadores sueñan con el día en que CHARLI camine por todo el campus del Virginia Tech, guiando a nuevos estudiantes y visitantes de la Universidad.