Las computadoras blandas ahora permiten los primeros robots completamente blandos

Crédito: Universidad de Harvard.

Investigadores de la Universidad de Harvard han diseñado la primera computadora de goma que se basa exclusivamente en lógica suave. En uno de los experimentos, esta computadora inusual se usó para programar un robot suave que se zambullía y salía a la superficie dentro de un tanque de agua transparente dependiendo de la presión que detectaba. Toda la configuración no contiene partes duras o electrónicas.

En la última década, los investigadores han dedicado mucho interés a la robótica blanda, que implica diseñar máquinas que se asemejan a sistemas biológicos como calamares, orugas, estrellas de mar, manos humanas y más. A diferencia de sus contrapartes duras, los robots blandos están hechos principalmente de materiales elásticos y flexibles que les permiten adaptarse al entorno. Tales máquinas pueden estirarse, torcerse, estrujarse y aplastarse, cambiar de forma o tamaño, envolver objetos y realizar tareas imposibles según los rígidos estándares de la robótica. Hasta ahora, incluso los robots blandos tenían algunos componentes rígidos de los que no podían deshacerse, como la electrónica, pero ya no.

Estamos emulando el proceso de pensamiento de una computadora electrónica, utilizando solo materiales blandos y señales neumáticas, reemplazando la electrónica con aire presurizado, dice Daniel J. Preston, primer autor de un artículo publicado en PNAS.

Los componentes más básicos de las computadoras electrónicas son las puertas lógicas. Este circuito recibe información de entrada, la ejecuta a través de alguna programación y luego emite una reacción, ya sea imprimiendo un documento o moviendo un brazo robótico en el eje Y. Nuestro circuito biológico no es tan diferente. Por ejemplo, cuando un médico golpea el tendón debajo de la rótula con un martillo blando, el sistema nervioso reacciona sacudiendo la pierna.

Para hacer puertas lógicas sin ningún componente electrónico, Preston y sus colegas usaron tubos de silicona y aire a presión. Todas las operaciones complejas realizadas por computadoras se pueden realizar con solo tres puertas lógicas: NO, Y y O. Al programar cómo reaccionan las válvulas blandas a diferentes presiones de aire, los investigadores pudieron replicar las tres puertas lógicas. Por ejemplo, la compuerta NOT simplemente funciona así: si la válvula de entrada tiene alta presión, la salida será de baja presión. En el caso del robot con forma de pez con el que los investigadores experimentaron en un tanque de agua, la puerta lógica NOT utiliza un sensor de presión ambiental. Cuando el sensor registra baja presión en la parte superior, el robot se sumerge y luego sale a la superficie cuando detecta alta presión. El comando también se puede controlar a través de un botón programable externo, como puede ver en el video a continuación.

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Los robots blandos tienen su propio conjunto de ventajas que los hacen especialmente adecuados para una variedad de aplicaciones. Las líneas de montaje modernas están llenas de robots duros que realizan todo tipo de operaciones extremadamente precisas y rápidas. Sin embargo, si un ser humano se interpone en el camino, las lesiones graves se convierten en un gran riesgo. Con la robótica blanda, esto no es un problema porque solo pueden ejercer cierta fuerza.

Algunas de las propiedades que hacen que los robots blandos sean tan atractivos son la asequibilidad, la facilidad de fabricación, el peso ligero, la resistencia al daño físico y las sustancias corrosivas, y la durabilidad. Los robots blandos también tienen la ventaja de ser capaces de operar donde la electrónica lucha, como en presencia de un alto nivel de radiación o en el espacio exterior. Estas propiedades hacen que los robots blandos sean particularmente atractivos para las operaciones humanitarias y de rescate, como después de una inundación, un huracán o el colapso de una planta de energía nuclear. Si lo atropella un automóvil, simplemente sigue adelante, algo que no sucede con los robots duros, dice Preston.

La robótica blanda ofrece otra posibilidad interesante. Debido a que no hay componentes electrónicos, se podría fabricar un robot completamente blando con materiales que coincidan con el índice de refracción del agua. Cuando esté completamente sumergido, el robot parecería transparente. Preston dice que espera hacer un robot blando autónomo que sea invisible a simple vista y tal vez incluso para el sonar.

En un mar de sobrecarga de información, inteligencia artificial y todo tipo de computación compleja, es refrescante ver nuevos conceptos que en realidad dependen de la simplicidad.

Hay mucha capacidad allí, dice Preston, pero también es bueno dar un paso atrás y pensar si hay o no una manera más simple de hacer las cosas que le brinde el mismo resultado, especialmente si no solo es más simple, sino también más barato.

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