Los robots «ven» el tacto gracias a un sensor táctil que cambia de color

Un robot toca una moneda y percibe sus detalles más sutiles. Crédito: Universidad Queen Mary de Londres

Los ingenieros de la Universidad Queen Mary de Londres han desarrollado un nuevo sensor táctil que cambia de color y permite a los robots «ver» y sentir el tacto en tiempo real. El concepto fue creado por Giacomo Sasso, investigador posdoctoral de la Facultad de Ingeniería y Ciencia de los Materiales, y funciona convirtiendo fuerzas invisibles en patrones de color dinámicos. Esto permite que aparezcan al instante mapas de alta resolución del contacto, la deformación y la presión.

La investigación se ha publicado en la revista *Science Advances*.

Cuando se aplica presión sobre una superficie sensorial blanda, el material produce colores estructurales que varían espacialmente y que una cámara estándar puede captar de inmediato, lo que elimina la necesidad de complejos algoritmos de reconstrucción.

Desde las fábricas hasta la cirugía

Esta tecnología permite que una pinza robótica ensamble componentes a microescala con la precisión requerida en la fabricación, donde cada cambio sutil en la fuerza se hace visible en tiempo real. También tiene potencial en el ámbito sanitario, donde una prótesis externa podría adquirir un sentido del tacto más rico durante tareas cotidianas o clínicas delicadas.

Al mismo tiempo, los sistemas quirúrgicos podrían distinguir el tejido sano del anómalo leyendo sutiles señales de presión directamente a través de la respuesta cromática del material.

Sensores integrados en el material

A diferencia de los sensores táctiles tradicionales, este nuevo sistema integra la detección directamente en el propio material. Las interacciones mecánicas se transforman en campos de color que una cámara USB de bajo coste puede leer en tiempo real. El trabajo ya ha dado resultados que demuestran la primera solución en tiempo real en este campo.

«No te imaginas cuánta información se genera cuando presionas un interruptor de luz con el dedo. La mano humana cuenta con más de 10 000 mecanorreceptores para realizar esta tarea, pero la detección táctil sigue siendo uno de los principales retos de la robótica», afirmó Sasso.

«Nos complació poder captar las crestas dactilares, ya que ninguna tecnología existente puede reproducir tal densidad de sensores a una escala y con una simplicidad comparables». La idea clave detrás de este proyecto fue pensar de forma innovadora: en lugar de integrar matrices de sensores densas y excesivamente sofisticadas, la detección se traslada al propio material, donde las señales mecánicas se transforman directamente en campos de color y se capturan mediante una cámara USB sencilla y de bajo coste». Esto genera mapas de presión muy detallados al tiempo que simplifica la arquitectura del sistema.

Los coautores de la Universidad de Florencia, la Universidad de Trieste y la Universidad de Trento, en Italia, coinciden en que «lo que resulta especialmente potente es que la información ya está presente en la señal luminosa. Ya no se reconstruye el tacto, sino que se observa directamente», afirmó el profesor James Busfield.

Resolver un dilema de larga data

La idea surgió de la necesidad de superar un dilema persistente en la detección táctil basada en la visión: los sistemas de alta resolución suelen requerir pesados procesos computacionales para reconstruir la geometría del contacto, lo que introduce latencia, mientras que los sistemas más rápidos a menudo sacrifican el detalle espacial.

La colaboración entre el profesor Federico Carpi, de la Universidad de Florencia, y Busfield fusiona los ámbitos de investigación de la robótica blanda y la ciencia de los materiales. Partiendo de años de trabajo en sensores elásticos y caracterización de polímeros, el equipo ha ido mejorando progresivamente la capacidad de combinar la flexibilidad mecánica con la detección funcional.

En este marco, los materiales mecanocrómicos representan una nueva vía: en lugar de depender de microelectrónica altamente sofisticada para interpretar la deformación (taxels), el propio material se convierte en el medio de detección, codificando directamente la interacción mecánica en señales ópticas visibles.