Un nuevo sensor permite a los robots ‘ver’ el tacto a través del color

Ingenieros de la Queen Mary University of London han desarrollado un material suave y elástico que permite a los robots "ver" lo que tocan en tiempo real al convertir la presión mecánica en patrones de color vívidos; un avance que, según el equipo, elimina el cuello de botella computacional que ha afectado durante mucho tiempo a la detección táctil robótica.

Cómo funciona el sensor

La investigación, publicada el 3 de julio en la revista Science Advances, describe un sensor táctil mecanocrómico construido a partir de un reflector de Bragg elástico intercalado entre dos capas de silicona suave. Cuando un objeto presiona el material, su arquitectura interna microscópica se deforma, cambiando las longitudes de onda de la luz que refleja y produciendo colores estructurales resueltos espacialmente en el punto exacto de contacto. Una cámara USB estándar de bajo costo captura esos campos de color directamente, generando mapas de presión de alta resolución sin necesidad de cableado electrónico, reconstrucción mediante aprendizaje profundo o latencia computacional.techxplore+2

El dispositivo logró una resolución de aproximadamente 100 micrómetros durante las pruebas, lo suficientemente fina como para captar las crestas de una huella dactilar humana, una hazaña que requeriría miles de componentes microelectrónicos individuales bajo los paradigmas de sensores antiguos.neurosciencenews

Del prototipo de laboratorio a las aplicaciones potenciales

"No se imaginan cuánta información se genera cuando el dedo presiona un interruptor de luz", dijo Giacomo Sasso, el investigador posdoctoral de la Escuela de Ingeniería y Ciencia de Materiales de Queen Mary que inventó el enfoque. "La idea clave detrás de este proyecto fue pensar de manera diferente: en lugar de integrar matrices de sensores densas y sobrediseñadas, la detección se traslada al propio material".techxplore+1

El profesor James Busfield, coautor, añadió: "Lo que es particularmente poderoso es que la información ya está en la señal luminosa. Ya no se está reconstruyendo el tacto, se está observando directamente".neurosciencenews

El equipo prevé que la tecnología envuelva pinzas robóticas en la fabricación de precisión, proporcione a las extremidades protésicas retroalimentación táctil continua y permita que los sistemas quirúrgicos distingan el tejido sano del anormal a través de firmas de presión precisas.techxplore+1

Un problema persistente abordado

Los sensores tradicionales basados en taxeles operan en tiempo real, pero su resolución está limitada por su espaciado físico y cableado, mientras que los sensores táctiles existentes basados en visión logran detalles más finos solo a costa de una computación pesada que introduce retrasos. El enfoque mecanocrómico evita ese compromiso por completo al codificar los datos de fuerza directamente en el espectro de luz. Coautores de la Universidad de Florencia, la Universidad de Trieste y la Universidad de Trento colaboraron en el trabajo, fusionando experiencia en robótica blanda y ciencia de polímeros.science+2