Una pinza robótica blanda rota objetos sin soltarlos

Las pinzas robóticas blandas han demostrado ser eficaces en la manipulación de objetos de formas irregulares o frágiles, gracias a la flexibilidad de sus dedos. Sin embargo, su funcionalidad se ha limitado tradicionalmente a la sujeción, careciendo de la habilidad para reorientar un objeto una vez asido. Este obstáculo es abordado por un nuevo desarrollo de investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid y la Universidad Pública de Navarra.

El sistema, descrito en un informe de Hackster.io, permite manipular objetos en mano, una capacidad que para los humanos se traduce en acciones cotidianas como girar un bote para leer su etiqueta o enroscar una bombilla. Estas tareas, aparentemente sencillas, han sido complejas para las pinzas robóticas blandas diseñadas principalmente para sujetar.

La solución implementada utiliza tres dedos blandos idénticos, dispuestos en una configuración triangular. Cada dedo incorpora tres movimientos controlables de forma independiente: dos modos de flexión accionados por tendones y la rotación alrededor de su base. La coordinación de estos movimientos permite que los dedos se desplacen en relación con el objeto, facilitando su rotación continua mientras se mantiene el contacto.

Los investigadores han detallado que la articulación flexible de cada dedo está impresa en 3D utilizando TPU NinjaFlex 85A con un 30% de relleno gyroid. Tendones internos, accionados por motores eléctricos, inducen la flexión del dedo. La tracción de un tendón dobla la articulación hacia un vértice, mientras que la tracción simultánea de dos produce una dirección de flexión diferente y un mayor rango de movimiento. Un tercer motor es responsable de la rotación completa del dedo en su base.

Además, la estructura triangular de la articulación ofrece una protección mecánica inherente. A medida que se flexiona, diferentes secciones entran en contacto, bloqueando físicamente el movimiento excesivo y limitando la deformación sin requerir topes mecánicos adicionales. El punto de bloqueo exacto varía según si se accionan uno o dos tendones.

Para validar el diseño, el equipo realizó pruebas con 11 objetos de diversas formas, tamaños y rigideces, incluyendo una botella, un paquete de pañuelos, un fidget spinner, un patito de goma, peluches, una figura impresa en 3D, un destornillador y una flor artificial. De 55 intentos de agarre, la pinza tuvo éxito en 54, alcanzando una tasa de éxito del 98,2%. El único fallo se registró con la flor artificial, que se deslizó de las puntas de los dedos.

Esta capacidad de rotar objetos mientras se mantienen firmemente sujetos podría permitir a los robots orientar componentes antes del ensamblaje, reposicionar elementos frágiles o ajustar su agarre al trabajar junto a personas. La adición de esta habilidad de manipulación en mano acerca las manos robóticas blandas a la versatilidad de las manipulaciones humanas diarias.