Es el Santo Grial de la robótica:un androide que puede realizar tareas complejas junto a los humanos en un entorno del mundo real.

El problema es que cuando se les pide a los robots que operen fuera de un entorno altamente controlado, tienden a ser lentos y torpes. Los robots rápidos y precisos que funcionan con tanta eficacia en las fábricas no pueden funcionar en entornos del mundo real porque no pueden detectar y responder inmediatamente a esos entornos. Pídales que agarren rápidamente un objeto frágil, y es probable que lo aplasten. Pídales que trabajen al lado de un humano, y podrían romperle el brazo accidentalmente o tirarlo de la plataforma de carga.

"Si queremos que los robots trabajen junto con los humanos o manejen tareas complejas de forma autónoma, tenemos que hacer un robot más suave, "dice Peter Whitney, profesor de ingeniería en Northeastern, que se especializa en mecánica de robots.

Whitney cree que tiene la respuesta:hidráulica.

Mientras trabajaba en Disney Research en Pittsburgh, desarrolló a Jimmy, un robot increíblemente realista que es rápido, preciso, y lo suficientemente suave como para jugar a atrapar con un globo, recoger un huevo, y acariciar la mejilla de una niña sin causarle una conmoción cerebral.

Por ahora, Jimmy es operado como un títere por un humano. Esta primera encarnación demuestra que el sistema hidráulico de Whitney puede crear un sentido del tacto que expande enormemente las capacidades del robot. No aplasta el huevo porque el operador puede sentir su cáscara a través de la retroalimentación hidráulica; no golpea a la niña porque el operador puede sentir su cara tan pronto como el brazo del robot la toca.

Aunque Jimmy aún no es autónomo, el sistema hidráulico tiene muchas aplicaciones. Por ejemplo, Whitney está trabajando con investigadores de la Universidad de Stanford para adaptar su tecnología para realizar una cirugía de resonancia magnética asistida por robot.

Debido a que un tubo de resonancia magnética es tan estrecho, Actualmente, los médicos tienen que meter y sacar a los pacientes del tubo mientras realizan la cirugía. Whitney está trabajando con el ingeniero Mark Cutkosky de la Universidad de Stanford para perfeccionar una versión más pequeña de Jimmy para realizar una cirugía dentro del tubo, guiado por un cirujano que utiliza los controles de marioneta. Porque la tecnología hidráulica transmite un sentido del tacto, el cirujano podría sentir realmente lo que Jimmy está haciendo dentro del tubo de resonancia magnética.

"Los robots de Peter son elegantes en su simplicidad y pueden trasladar el movimiento mecánico de un punto a otro con precisión, "dice Hata Nobuhiko, profesor de la Facultad de Medicina de Harvard, director del programa del Brigham and Women's Hospital que adapta innovaciones robóticas para uso médico.

"Es simple porque no depende de cables, motores y sensores para guiar al robot, "dice Nobuhiko." No se requiere una computadora para determinar cuánta presión aplicar. En medicina, no nos gusta eso porque muchas cosas pueden salir mal. No quieres que eso suceda cuando estás dentro de un cuerpo humano ".

Con la tecnología hidráulica de Whitney, Nobuniko dice que los cirujanos podrán pararse fuera del tubo de resonancia magnética y realizar con precisión una biopsia de próstata utilizando la "mano mágica" de Whitney. Una de las ventajas del sistema hidráulico de Whitney es que no requiere ningún material magnético o eléctrico, lo que distorsionaría la imagen de resonancia magnética.

"Es el secreto de lo que lo hace tan preciso y ligero, ", dice Cutkosky." Queremos que el médico sienta que las yemas de sus dedos están dentro de la máquina de resonancia magnética presionando la aguja ".

Whitney especula que si puede miniaturizar partes clave del sistema hidráulico, esta tecnología podría adaptarse a la cirugía laparoscópica.

"La cirugía laparoscópica ahora está completamente insensible, "dice Whitney." Todos los movimientos del cirujano están controlados por la vista, nada por sentir. Eso es porque no hay una retroalimentación de fuerza precisa ".

Autonomía

El siguiente paso, él dice, es utilizar su sistema en robots autónomos, combinando la velocidad y precisión de los robots industriales con la delicadeza necesaria para trabajar junto a los humanos. Las aplicaciones potenciales son enormes, que van desde el cuidado de ancianos y el trabajo de rescate, a la eliminación de desechos peligrosos y la exploración espacial. Whitney dice que el objetivo de esta tecnología es cualquier trabajo que requiera que un robot sea preciso y rápido en un momento y compatible y suave en el siguiente.

Whitney está colaborando con el profesor de ciencias de la computación del noreste, Robert Platt, que está desarrollando la inteligencia artificial necesaria para realizar tareas autónomas, en particular agarrar y manipular objetos domésticos comunes para que un robot pueda usarse para trabajos como alimentar y afeitarse.

"Con Jimmy, demostramos de lo que será físicamente capaz el hardware cuando la inteligencia artificial se ponga al día, "dice Whitney." Aunque todavía es controlado por humanos, demuestra que una aplicación autónoma es posible ".

Soluciones de bajo costo

El sistema hidráulico de Whitney también tiene el potencial de reducir drásticamente el costo de los robots ágiles. Esto es particularmente importante en el hogar, donde los clientes no tienen los recursos financieros de las empresas manufactureras. Su objetivo es desarrollar un brazo robótico con al menos siete articulaciones y que pueda montarse en una silla de ruedas o en una base con ruedas robóticas.

"Esperamos mantener el costo por debajo de $ 2, 000, que podría reducirse a la mitad mediante la producción en masa ".