Investigadores de la EPFL han desarrollado un sistema robótico blando personalizable que utiliza aire comprimido para producir cambios de forma, vibraciones y otras respuestas hápticas (o táctiles) en diversas configuraciones. El dispositivo es muy prometedor para aplicaciones en realidad virtual, fisioterapia y rehabilitación.
A diferencia de sus 16 configuraciones posibles, versátiles y bastante complejas, el diseño de la estructura Digits, desarrollada en el Laboratorio de Robótica Reconfigurable de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), es relativamente simple. Cada configuración se compone de múltiples módulos, o Digits, compuestos por enlaces rígidos unidos por juntas flexibles. Estas juntas se controlan mediante bolsas de aire presurizado para modificar la forma y la rigidez de los módulos.
En un estudio publicado recientemente en Advanced Intelligent Systems , el director del Laboratorio de Robótica Reconfigurable, Jamie Paik, y su equipo presentan dos configuraciones de Digits (el TangiGlove portátil y el TangiBall portátil) que demuestran la versatilidad de su marco.
Las interfaces hápticas o táctiles pueden mejorar las experiencias de realidad virtual al emular el tacto real y facilitar la rehabilitación mediante sistemas interactivos. Sin embargo, existe una necesidad real de diseños y métodos de control reconfigurables más generalizados, explica el estudiante de doctorado y primer autor, Serhat Demirtas.
Gracias a su diseño modular, el framework Digits tiene potencial para una amplia gama de aplicaciones, incluido el entrenamiento muscular progresivo y la recuperación motora, así como diferentes configuraciones para interfaces hápticas en entornos virtuales.
Igualando la riqueza sensorial del tacto humano
A diferencia de otros sentidos humanos, como la vista y el oído, que son en gran medida pasivos, el tacto requiere acciones complejas, como frotar o agarrar, para percibir la textura, la temperatura, el peso, la forma o la rigidez. Por lo tanto, las tecnologías hápticas suelen desarrollarse para un único uso o aspecto del tacto, ya que resulta extremadamente difícil crear sistemas que combinen adaptabilidad y escalabilidad con una experiencia háptica realista.
Nuestro objetivo con los módulos Digits es redefinir la interacción hombre-máquina a través de robots reconfigurables que adaptan su forma, rigidez y retroalimentación háptica.Jamie Paik
La estructura Digits supera este desafío gracias a la tecnología robótica reconfigurable característica del laboratorio de Paik. Sorprendentemente, abarca dos categorías principales de configuración robótica: cadena cerrada y cadena abierta. Mientras que las estructuras de cadena abierta consisten en una serie de eslabones conectados y fijados en un extremo, como un brazo robótico, las configuraciones de cadena cerrada suelen tener un diseño de bucle con dos extremos fijos. Por lo tanto, el TangiGlove de cadena abierta se asemeja a un exoesqueleto, que puede utilizarse para proporcionar retroalimentación de rigidez al usuario. Por su parte, el TangiBall de cadena cerrada cuenta con cuatro Digits conectados que pueden adoptar hasta ocho formas diferentes, desde un cubo hasta una esfera, además de proporcionar retroalimentación de rigidez. Ambos dispositivos también pueden producir vibraciones.
Además de su diseño modular, el marco Digits destaca por su enfoque en la actuación neumática (aire comprimido), un área poco explorada de la robótica para experiencias hápticas personalizadas. Para cerrar esta brecha, los científicos ampliaron el software robótico de código abierto Feelix, permitiendo a los usuarios crear perfiles personalizados de interacción háptica neumática. El sistema, basado en aprendizaje automático, puede detectar cambios táctiles en los módulos Digits y crear nuevas interacciones inteligentes e intuitivas, sin necesidad de programación.
El equipo ya tiene planes para desarrollar el potencial de rehabilitación de la tecnología mediante la evaluación de escenarios terapéuticos y su usabilidad a largo plazo. También están investigando una gama más amplia de aplicaciones mediante nuevas configuraciones, especialmente aquellas que aprovechan las rápidas transiciones del dispositivo entre diferentes dimensiones, formas y rigideces, un requisito esencial para la interacción en tiempo real en entornos virtuales y aumentados.
Nuestro objetivo con los módulos Digits es redefinir la interacción hombre-máquina mediante robots reconfigurables que adaptan su forma, rigidez y retroalimentación háptica. Esta adaptabilidad facilita una realidad virtual más tangible, una rehabilitación eficaz y experiencias más enriquecedoras para todos, independientemente de su tamaño, capacidad y necesidad, enfatiza Paik.
Referencias
Demirtas, S., van Oosterhout, A., Kadungamparambil John, R. y Paik, J. (2025), Retroalimentación háptica reconfigurable: Marco integral de diseño y control. Adv. Intell. Syst. 2500142. https://doi.org/10.1002/aisy.202500142
EPFL News. C. L. Traducido al español
