Los robots suaves usan la cámara y las sombras para sentir el tacto humano

Los investigadores han creado un método de bajo costo para que los robots blandos y deformables detecten una variedad de interacciones físicas, desde palmaditas hasta abrazos, sin depender en absoluto del tacto. En cambio, una cámara USB ubicada dentro del robot captura los movimientos de sombra de los gestos de las manos en la piel del robot y los clasifica con un software de aprendizaje automático.

El tacto es un modo importante de comunicación para la mayoría de los organismos, pero ha estado prácticamente ausente de la interacción entre humanos y robots. Una de las razones es que el toque de cuerpo completo solía requerir una gran cantidad de sensores y, por lo tanto, no era práctico de implementar.

La tecnología ShadowSense se originó a través del trabajo para desarrollar robots inflables que pudieran guiar a las personas a un lugar seguro durante las evacuaciones de emergencia. Dicho robot necesitaría poder comunicarse con humanos en condiciones y entornos extremos. Imagine un robot que lleva físicamente a alguien por un pasillo ruidoso y lleno de humo al detectar la presión de la mano de la persona.

En lugar de instalar una gran cantidad de sensores de contacto, lo que agregaría peso y cableado complejo al robot y sería difícil de incrustar en una piel que se deforma, el equipo adoptó un enfoque contrario a la intuición. Para calibrar el tacto, miraban a la vista. Al colocar una cámara dentro del robot, pueden inferir cómo la persona lo está tocando y cuál es la intención de la persona con solo mirar las imágenes de las sombras.

El robot prototipo consta de una vejiga blanda e inflable de piel de nailon que se estira alrededor de un esqueleto cilíndrico, de aproximadamente cuatro pies de altura, que está montado sobre una base móvil. Debajo de la piel del robot hay una cámara USB que se conecta a una computadora portátil. Los investigadores desarrollaron un algoritmo basado en redes neuronales que utiliza datos de entrenamiento registrados previamente para distinguir entre seis gestos táctiles (tocar con la palma de la mano, golpear, tocar con las dos manos, abrazar, señalar y no tocar en absoluto) con una precisión de 87,5. al 96%, dependiendo de la iluminación.

El robot se puede programar para responder a ciertos toques y gestos, como alejarse rodando o emitir un mensaje a través de un altavoz. Y la piel del robot tiene el potencial de convertirse en una pantalla interactiva. Al recopilar suficientes datos, se podría entrenar a un robot para que reconozca un vocabulario de interacciones aún más amplio, personalizado para adaptarse a la tarea del robot.

El robot ni siquiera tiene que ser un robot. La tecnología ShadowSense se puede incorporar a otros materiales, como globos, convirtiéndolos en dispositivos sensibles al tacto. En el futuro, los investigadores intentarán usar dispositivos ópticos como lentes y espejos para habilitar factores de forma adicionales.

ShadowSense también ofrece privacidad. Si el robot solo puede ver a un humano en la forma de su sombra, puede detectar lo que hace la persona sin tomar imágenes de alta fidelidad de su apariencia. Esto proporciona un filtro físico y protección, y brinda comodidad psicológica.

La capacidad de interactuar físicamente y comprender los movimientos y estados de ánimo de una persona podría ser, en última instancia, tan importante para la persona como para el robot.