Desarrollan robot pinza con agarre firme y seguro, pero con delicadeza de manipulación humana

Las manos humanas son notablemente hábiles para manipular una variedad de objetos. Podemos recoger un huevo sin romperlo o una fresa con delicadeza; pero también podemos martillar con fuerza y firmeza un clavo.

Una característica que nos permite realizar esa variedad de tareas es la capacidad de alterar la firmeza de nuestro agarre. Lo interesante es que los ingenieros de la Universidad de Buffalo (UB) han desarrollado una mano robótica de dos dedos que comparte ese rasgo.

Pinza robot

El diseño de la mano robótica le permite absorber energía de los impactos durante las colisiones. Esto evita que se rompa lo que sea que esté sosteniendo el robot. También hace que sea más seguro para las personas trabajar con el robot y cerca de las máquinas.

Dichas pinzas serían un activo valioso para la asociación humano-robot en líneas de ensamblaje en la industria automotriz, de empaque electrónico y otras industrias, dice el Dr. Ehsan Esfahani, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UB.

Firme y seguro, pero con la delicadeza

Nuestra pinza robótica imita la capacidad de la mano humana para ajustar la rigidez de la empuñadura. Estas pinzas están diseñadas para robots colaborativos que trabajan junto con las personas“, destaca el Dr Esfahani. “Van a ser ayudantes, por lo que deben ser seguros; y las pinzas de rigidez variable ayudan a lograr ese objetivo“.

El estudio “A Robot Gripper with Variable Stiffness Actuation for Enhancing Collision Safety” (Pinza robot con accionamiento de rigidez variable para mejorar la seguridad contra colisiones) publicado en línea el 10 de septiembre de 2019 en IEEE Transactions on Industrial Electronics destaca el diseño del dispositivo, incluso a través de experimentos que muestran cómo las características amortiguadoras de la pinza evitan que un palo de espagueti se rompa durante una colisión.

Los imanes le dan a este robot un toque suave.

El Dr Ehsan explica que los imanes son el secreto detrás de la versatilidad de la pinza robótica.

En lugar de tener dos dedos fijos en su lugar, cada uno de los dedos de la pinza tiene una base magnética que se encuentra entre dos imanes de neodimio que repelen o empujan el dedo.

Características de seguridad

El espacio de aire entre los imanes actúa como un resorte; creando un pequeño espacio para ceder cuando la mano levanta un objeto o choca con una fuerza externa. La rigidez del agarre también se puede ajustar aumentando o disminuyendo el espacio entre los imanes.

En el documento, Esfahani y Amirhossein Memar, un ex candidato a doctorado en ingeniería mecánica y aeroespacial de la UB, informan sobre estas características de seguridad.

En una serie de pruebas, los ingenieros colocaron un palo corto de espagueti a lo largo entre los dedos de la mano robótica. Cuando la pinza choca contra un objeto fijo, el dispositivo detecta la fuerza externa que se está aplicando. Ello  hace que los imanes ajusten su posición, reduciendo temporalmente la rigidez de la empuñadura y permitiendo que la pinza absorba parte de la energía de la colisión.

¿El resultado final? El palo de espagueti se quedó en una sola pieza.

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