La mano, la máquina biológica más compleja de la humanidad, sigue siendo el problema sin resolver más difícil en el campo de la robótica. Si los ingenieros pueden superar este obstáculo, los robots que se desarrollan hoy en los laboratorios pueden convertirse en algo común en las fábricas en el futuro.
Ingenieros en robótica de todo el mundo están trabajando arduamente para resolver un problema de vanguardia en los campos de la inteligencia artificial y la ingeniería mecánica: cómo construir una mano robótica que pueda operar como una mano humana. En la actualidad, aunque los robots humanoides ya pueden caminar, levantar objetos y mantener el equilibrio, su falta de manos diestras y perceptivas sigue siendo uno de los principales obstáculos para su aplicación a gran escala en fábricas y diversos lugares de trabajo.
Los investigadores dicen que el objetivo no es sólo hacer que los robots tengan una apariencia más humana, sino equiparlos con la capacidad de realizar los movimientos finos y complejos necesarios para la mayoría de los trabajos calificados. El robot humanoide Optimus de Tesla, como representante, está desafiando directamente este problema. Según las estimaciones de Morgan Stanley, si se puede superar este umbral, el mercado mundial de robots humanoides podría alcanzar un valor de hasta 5 billones de dólares en 2050.
"Para que los robots sean realmente útiles, deben tener manos increíbles", dijo Elon Musk en una entrevista con el Wall Street Journal.
Aunque Optimus ha podido lograr caminar bípedo, Musk también ha dicho que diseñar manos similares a las humanas es mucho más difícil que caminar en sí.
Un equipo de investigación del Centro de Robótica y Sistemas Biológicos de la Universidad Northwestern está diseñando una mano robótica altamente sensible y flexible a través de un proyecto financiado con fondos federales. El líder del equipo, Kevin Lynch, señaló que se han fijado un objetivo de diez años para dar a los robots la flexibilidad necesaria para completar tareas humanas básicas.
Tomemos como ejemplo el prototipo del laboratorio de Lynch. La mano está basada en un modelo de la empresa británica Shadow Robot. Varios motores cilíndricos del tamaño de latas de café accionan dedos mecánicos. Los sensores instalados en las yemas de los dedos pueden detectar cambios en las propiedades eléctricas de los líquidos similares a los que se producen debajo de la "piel". Cuando un dedo toca un objeto, el sensor convierte estos cambios en datos similares a "táctiles" en tiempo real.
Los estudiantes de posgrado continúan entrenando la coordinación de las manos organizando enlaces simples para el robot, como hacer bucles, sostener bloques y guiar objetos pequeños. Los datos recopilados se utilizan para mejorar el rendimiento de los algoritmos de aprendizaje automático. Lynch dijo que para completar movimientos finos como "escribir con un lápiz", las versiones futuras necesitarán agregar más sensores en las yemas de los dedos y las palmas.
Además, también hay equipos de investigación que están rompiendo los grilletes de la "forma humanoide". El manipulador de cuatro dedos desarrollado por Matei Ciocarlie, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Columbia, puede juzgar la forma y el material de los objetos únicamente con el tacto, compensando la falta de visión. Esta mano puede levantar objetos frágiles, como tubos de papel, pero ocasionalmente puede resbalar o caer.
Boston Dynamics está tomando una ruta diferente. Su robot humanoide experimental Atlas está equipado con manos de tres dedos que pueden transformarse de manera flexible en un "agarre tipo pulgar" o una "palma en forma de paleta". El vídeo que publicó muestra que Atlas puede levantar accesorios de automóvil, equilibrar mancuernas y agarrar objetos pequeños. El líder del proyecto, Alberto Rodríguez, afirmó que este diseño busca siempre el equilibrio entre resistencia, destreza, esbeltez y durabilidad. "No basta con diseñar por sí solo una pinza débil e ineficaz."
Vale la pena señalar que no todos los ingenieros buscan “manos humanas”. Igor Kulakov, cofundador y director ejecutivo de MicroFactory de San Francisco, prefiere simplificar el diseño industrial. Su robot de 5.000 dólares tiene un diseño de dos brazos, con una mano sosteniendo herramientas especializadas y la otra usando dos dedos para sostener objetos. Esta configuración puede completar pasos clave de fabricación, como soldar placas de circuito, apretar tornillos y retirar películas protectoras, y el costo es mucho menor que el de los robots humanoides complejos.
A pesar de algunos avances, la ciencia de los materiales todavía enfrenta desafíos difíciles. Rich Walker, director de Shadow Robot, dijo que los procesos de fabricación actuales todavía son difíciles de replicar las funciones básicas del cuerpo humano, como la piel autocurativa y las articulaciones autolubricantes, lo que plantea muchos obstáculos para la ingeniería de productos.
El deseo de imitar las manos humanas se debe en parte a la cada vez más grave "escasez de mano de obra" en las industrias manufacturera y de enfermería. Ed Colgate, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad Northwestern, señaló que mejorar la destreza de los robots puede hacer que las herramientas de automatización sean asequibles para las pequeñas y medianas empresas, y ya no serán dominio exclusivo de las grandes empresas. "También podría crear oportunidades laborales completamente nuevas. Eso es lo que nos motivó a realizar esta investigación".