El EmArm de HKUST integra más de 71.000 mm² de piel táctil leída por cámara en un brazo robótico

Más de 71.000 milímetros cuadrados de piel táctil óptica blanda cubren los segmentos superior e inferior del brazo de EmArm, un brazo robótico que HKUST anunció el 16 de octubre. El trabajo apareció en Nature Sensors el 20 de julio.

La afirmación de HKUST es que el tacto en todo el brazo no tiene por qué costarle fuerza al brazo. La nota reporta una repetibilidad comparable a la de los brazos robóticos convencionales, cargas de presión superiores a 15 kg y 7,35 Nm de torsión, de modo que la piel podría hacer de sensor de seguridad del brazo cuando las cámaras quedan bloqueadas. El punto débil es la escala. Todos los resultados salen de las propias pruebas del equipo con un solo brazo, y llevar la piel a las piernas y al torso, que HKUST plantea como vía para humanoides e IA incorporada, sigue siendo un plan.

Las cámaras dentro del esqueleto leen la piel

El diseño copia lo que HKUST llama la estructura humana «hueso-músculo-piel». La piel blanda va dentro del esqueleto rígido del brazo, y cámaras submilimétricas dentro del brazo siguen cómo se reparte la fuerza por la piel. Como la sensación es óptica, según HKUST, el brazo evita el cableado que necesitan las pieles electrónicas y resiste interferencias electromagnéticas, lumínicas, de temperatura, de humedad y acústicas, y mantiene la fidelidad de sensado en hasta el 97,9 % en esas cinco condiciones. Reporta una resolución espacial de 0,085 mm, que compara con la piel de la yema del dedo humano, y un umbral de discriminación de dos puntos de tan solo 18,2 mm, frente a los 30 a 50 mm típicos de la piel del brazo humano.

El tacto entra directo en el control del movimiento

El bucle de control fusiona en tiempo real los ángulos articulares (propiocepción) con el tacto (exterocepción). Extrae la ubicación, el área, la fuerza y el número de puntos de contacto, y los pasa al control de movimiento. Con un balón de baloncesto apoyado descentrado sobre el brazo, dice HKUST, EmArm contrasta las características táctiles en vivo con una política preaprendida y emite comandos de ángulos articulares para mantener el balón estable. El profesor Shen Yajing, autor de correspondencia, con el Dr. Tang Yifeng como primer autor, explica por qué el equipo no entrenó el brazo de extremo a extremo: ese enfoque «no solo requerirá enormes cantidades de datos anotados, sino que además exigirá una gran potencia de cálculo, lo que dificulta ejecutarlo en tiempo real en un robot».

En una prueba de interacción táctil, el brazo distinguió cinco comportamientos (acariciar, pellizcar, pinchar, hacer cosquillas y golpear) con una precisión de hasta el 99,8 % y respondió a cada uno con una expresión emocional. En una prueba de replanificación, una mano humana que la visión no podía detectar entró en su trayectoria. El brazo la sintió, se detuvo, juzgó si el obstáculo era temporal o permanente y planeó cómo rodearlo.

Las dos cifras principales miden cosas distintas. La de 0,085 mm describe con qué precisión localiza la piel un único contacto; la de 18,2 mm es la distancia mínima a la que deben estar dos contactos para que el brazo informe de dos. HKUST equipara la primera con una yema del dedo y coloca la segunda por delante de la piel del brazo humano.