Pinza robótica imita la mano humana para mover varios objetos a la vez

Un equipo de investigación de la Universidad Nacional de Seúl ha propuesto una pinza capaz de mover varios objetos juntos para mejorar la eficiencia de los procesos de recogida y colocación, inspirada en la estrategia de agarre de múltiples objetos de los humanos.

La pinza no solo transfiere varios objetos a la vez, sino que también coloca objetos individuales en las ubicaciones deseadas.

Esta investigación estuvo motivada por la estrategia de agarre humana llamada “agarre de múltiples objetos”, que implica transferir varios objetos a la vez.

El equipo afirmó que el estudio comenzó en 2019 después de observar a trabajadores de fábrica que, en lugar de mover objetos individualmente, transferían varios artículos simultáneamente para mejorar la eficiencia del proceso de recogida y colocación.

El profesor Kyu-Jin Cho explicó:

“A diferencia de los humanos, los diseños de pinzas convencionales se han centrado predominantemente en transferir un solo objeto a la vez.

Si bien se han desarrollado pinzas para agarrar múltiples objetos, generalmente consisten en múltiples pinzas pequeñas dispuestas en el extremo de un brazo robótico, lo que restringe su uso a entornos altamente estructurados”.

Por lo tanto, el equipo de investigación analizó la estrategia humana de agarre de múltiples objetos, que es aplicable en entornos no estructurados, y desarrolló una pinza que imita esta capacidad.

Esta pinza puede agarrar objetos secuencialmente, almacenarlos, transferir múltiples elementos simultáneamente y colocarlos individualmente en las ubicaciones deseadas.

Para transferir múltiples objetos en entornos no estructurados, los humanos agarran objetos individuales con sus dedos y los trasladan a la palma para almacenarlos.

Esta acción se conoce como traslado dedo a palma.

El traslado dedo a palma libera las puntas de los dedos para agarrar nuevos objetivos y se puede repetir para almacenar simultáneamente múltiples objetos en la palma.

Después de transferir múltiples objetos almacenados a la vez, los humanos usan el traslado palma a dedo para recuperar los objetos almacenados uno por uno con sus dedos y colocarlos en las ubicaciones deseadas.

Estos movimientos de traslado en la mano son esenciales para el agarre de múltiples objetos en entornos no estructurados.

Inspirado por la estrategia de los humanos, el equipo de investigación presentó una pinza con capacidad de traslado en la mano.

La pinza cuenta con dedos que pueden trasladar objetos y una palma transportadora para almacenar múltiples elementos simultáneamente.

Los dedos, accionados por dos motores, agarran objetos y los transfieren a la palma.

Los enlaces de desacoplamiento en los dedos separan cinemáticamente los movimientos de agarre y transferencia, simplificando su control.

La palma transportadora está diseñada como un par de correas con pelos elásticos incrustados en sus superficies y accionadas por un solo motor.

Cuando las correas giran, los objetos se insertan entre los pelos, lo que permite el almacenamiento y la transferencia simultánea de múltiples objetos.

El equipo de investigación demostró que la pinza desarrollada (MOGrip) se puede aplicar a varios procesos de recogida y colocación no estructurados a través de experimentos a escala de laboratorio.

En un entorno logístico, demostraron que se podían transferir ocho objetos en un estante con solo dos movimientos recíprocos.

En comparación con el agarre de un solo objeto, esto redujo el tiempo de proceso en un 34% y la distancia de recorrido del brazo robótico en un 71%.

Además, en un entorno doméstico, la pinza almacenó con éxito todos los objetos en un escritorio y los colocó individualmente en las ubicaciones deseadas.

Se espera que MOGrip sea aplicable no solo en entornos logísticos y domésticos, sino también en otras tareas no estructuradas, como los procesos de selección de contenedores.

El profesor Cho, el investigador principal, afirmó:

“Los principios de la naturaleza proporcionan inspiración para estrategias de actuación y movimiento robótico eficientes.

La traslación de dedo a palma y de palma a dedo son un componente clave de la estrategia de agarre de múltiples objetos, y la pinza desarrollada es el primer ejemplo de aplicación de este principio a un robot.

Se espera que permita operaciones eficientes de selección y colocación en varios entornos no estructurados, como la logística y los entornos domésticos”.

Destacando la importancia del estudio, agregó:

“El papel de los especialistas en robótica no es simplemente imitar los movimientos naturales, sino identificar los principios básicos y adaptarlos a las aplicaciones robóticas”.

Fuente: Science Robotics