En 1872, Charles Darwin publicó su tercer trabajo importante sobre la teoría de la evolución, "La expresión de las emociones en el hombre y los animales, "que explora los aspectos biológicos de la vida emocional.

En eso, Darwin escribe:"Casi ningún movimiento expresivo es tan general como la erección involuntaria de los pelos, plumas y otros apéndices dérmicos ... es común en tres de las grandes clases de vertebrados ". Casi 150 años después, el campo de la robótica comienza a inspirarse en esas palabras.

"El aspecto del tacto no se ha explorado mucho en la interacción humano-robot, pero a menudo pensaba que las personas y los animales tienen este cambio en su piel que expresa su estado interno, "dijo Guy Hoffman, profesor asistente y miembro del cuerpo docente de la familia Mills en la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de Sibley (MAE).

Inspirado por esta idea, Hoffman y los estudiantes de su laboratorio de colaboración y compañerismo entre humanos y robots han desarrollado un prototipo de robot que puede expresar "emociones" a través de cambios en su superficie exterior. Su piel cubre una cuadrícula de unidades de textura (TU) cuyas formas están controladas por actuadores fluídicos, basado en un diseño desarrollado en el laboratorio del colega de MAE de Hoffman, Rob Shepherd.

Su trabajo se detalla en un documento, "Modulación de textura de piel suave para robots sociales, "presentado en abril en la Conferencia Internacional sobre Robótica Suave en Livorno, Italia. El estudiante de doctorado Yuhan Hu fue el autor principal; el artículo apareció el 16 de mayo en IEEE Spectrum, una publicación del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos.

Hoffman, cuya charla TEDx sobre "Robots con 'alma'" se ha visto casi 3 millones de veces, dijo que la inspiración para diseñar un robot que emite señales no verbales a través de su piel exterior proviene del mundo animal, basado en la idea de que los robots no deben pensarse en términos humanos.

"Siempre he sentido que los robots no deberían ser simplemente modelados a partir de humanos o ser copias de humanos, ", dijo." Tenemos muchas relaciones interesantes con otras especies. Los robots podrían considerarse como una de esas 'otras especies, 'no tratando de copiar lo que hacemos, sino interactuando con nosotros con su propio idioma, aprovechando nuestros propios instintos ".

Parte de nuestra relación con otras especies es nuestra comprensión de las señales no verbales que emiten los animales, como la elevación del pelo en la espalda de un perro o en el cuello de un gato. o el rumor de las plumas de un pájaro. Esas son señales inequívocas de que el animal está excitado o enojado de alguna manera; el hecho de que se puedan ver y sentir refuerza el mensaje.

"Yuhan lo expresó muy bien:dijo que los humanos son parte de la familia de especies, no están desconectados, "Dijo Hoffman." Los animales se comunican de esta manera, y tenemos sensibilidad a este tipo de comportamiento ".

Al mismo tiempo, se está desarrollando mucha tecnología con materiales activos, que pueden cambiar su forma y propiedades bajo demanda. De hecho, uno de los innovadores en esa área - Shepherd, líder del Laboratorio de Robótica Orgánica - pasa a trabajar a unas cinco puertas de Upson Hall de distancia de Hoffman.

"Esta es una de las cosas buenas de estar aquí en Cornell, "Dijo Hoffman." Rob está al final del pasillo, y así descubrí esta tecnología. Este tipo de colaboración cercana es en gran parte por lo que estaba tan emocionado de unirme a Cornell ".

El diseño de Hoffman y Hu presenta una variedad de dos formas, piel de gallina y púas, que se asignan a diferentes estados emocionales. Las unidades de actuación para ambas formas están integradas en módulos de textura, con cámaras fluídicas que conectan protuberancias del mismo tipo.

El equipo probó dos sistemas de control de actuación diferentes, minimizando el tamaño y el nivel de ruido un factor determinante en ambos diseños. "Uno de los desafíos, "Hoffman dijo, "es que muchas tecnologías que cambian de forma son bastante ruidosas, debido a las bombas involucradas, y estos también los hacen bastante voluminosos ".

Hoffman no tiene una aplicación específica para su robot con una piel que cambia de textura asignada a su estado emocional. En este punto, demostrar que esto se puede hacer es un primer paso considerable. "Realmente nos está dando otra forma de pensar sobre cómo se podrían diseñar los robots, " él dijo.

Los desafíos futuros incluyen escalar la tecnología para que se adapte a un robot autónomo, sea cual sea la forma que adopte el robot, y hacer que la tecnología responda mejor a los cambios emocionales inmediatos del robot.

"En este momento, la mayoría de los robots sociales expresan [su] estado interno solo mediante el uso de expresiones faciales y gestos, ", concluye el documento." Creemos que la integración de una piel que cambia de textura, combinando modalidades hápticas y visuales, por lo tanto, puede mejorar significativamente el espectro expresivo de los robots para la interacción social ".