Los ingenieros en Japón están intentando conseguir que los robots imiten esa expresión particularmente humana: la sonrisa.
Han creado una mascarilla facial a partir de células de la piel humana y la han acoplado a robots con una técnica novedosa que oculta la unión y es lo suficientemente flexible como para convertirse en una mueca o en una sonrisa blanda.
El efecto es algo entre la aterradora máscara de Hannibal Lecter y la figura de Claymation, Gumby.
Pero los científicos dicen que los prototipos abren el camino para robots más sofisticados, con una capa exterior lo suficientemente elástica y duradera para proteger la máquina y hacerla parecer más humana.
Más allá de la expresividad, el «equivalente de la piel», como lo llaman los investigadores, que se elabora a partir de células vivas de la piel en un laboratorio, puede cicatrizar y quemar y también autocurarse, según un estudio publicado el 25 de junio en la revista Cell Reports Physical Science. .
“Los rostros y expresiones similares a los humanos mejoran la comunicación y la empatía en las interacciones entre humanos y robots, lo que hace que los robots sean más efectivos en funciones de atención médica, servicio y compañía”, dijo Shoji Takeuchi, profesor de la Universidad de Tokio e investigador principal del estudio, en un correo electrónico.
La investigación se produce en un momento en que los robots son cada vez más omnipresentes en las fábricas.
Según la Federación Internacional de Robótica, en 2022 había 3,9 millones de robots industriales trabajando en líneas de montaje de automóviles y productos electrónicos y en otros entornos laborales.
Un subconjunto del stock total de robots incluye los llamados humanoides, máquinas diseñadas con dos brazos y dos piernas que les permiten trabajar en entornos construidos para trabajadores humanos, como fábricas, pero también en hostelería, atención sanitaria y educación.
Carsten Heer, portavoz de la federación, dijo que los humanoides eran “un área de desarrollo apasionante”, pero que la adopción masiva en el mercado sería compleja y podría verse limitada por el costo.
Aun así, en octubre de 2023, el gobierno chino anunció el objetivo de producir humanoides en masa para 2025, lo que, según predijo, aumentaría enormemente su productividad industrial.
Durante décadas, los ingenieros en robótica han experimentado con materiales, con la esperanza de encontrar algo que pudiera proteger la compleja maquinaria de un robot pero que fuera lo suficientemente suave y liviano para una amplia gama de usos.
Si la superficie de un robot se golpea o se raya, puede provocar un mal funcionamiento de la máquina, lo que hace que la capacidad de autorreparación sea una «característica crítica» para los robots humanoides, dijeron los investigadores en el documento.
El novedoso método de fijación de la piel avanza en el incipiente campo de la robótica «biohíbrida», que integra la ingeniería mecánica con la ingeniería genética y de tejidos, dijo Kevin Lynch, director del Centro de Robótica y Biosistemas de la Universidad Northwestern.
“Este estudio es una contribución innovadora al problema de anclar la piel artificial al material subyacente”, dijo Lynch, y agregó que “la piel viva puede ayudarnos a lograr el santo grial de las pieles autocurativas en robots biohíbridos”.
Añadió que el estudio no aborda cómo la piel de los robots se curará por sí sola sin apoyo externo.
Para estos robots, el desafío de los materiales se extiende a la verosimilitud: encontrar formas de dotar a la máquina de características que la hagan parecer y comportarse más como un humano, como la capacidad de sonreír.
Los científicos, incluido Takeuchi y sus colegas de la Universidad de Tokio, han estado trabajando con piel humana fabricada en laboratorio durante años.
En 2022, el equipo de investigación desarrolló un dedo robótico cubierto de piel viva, lo que permite que el dedo de la máquina se doble como un dedo humano, dándole la capacidad táctil para realizar tareas potencialmente más precisas.
El equipo de Takeuchi había intentado anclar la piel con miniganchos, pero estos provocaban desgarros cuando el robot se movía. Entonces el equipo decidió imitar los ligamentos, las pequeñas cuerdas de tejido suelto que conectan los huesos.
Los miembros del equipo perforaron pequeños agujeros en forma de V en el robot y aplicaron un gel que contenía colágeno, que tapó los agujeros y sujetó la piel artificial al robot.
“Este enfoque integra robots rígidos tradicionales con pieles biológicas suaves, haciéndolos más ‘humanos’”, dijo Yifan Wang, profesor asistente en la escuela de ingeniería mecánica y aeroespacial de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, quien investiga “robots blandos” que imitan criaturas biológicas.
La unión de la piel también le da a un robot biohíbrido el potencial de generar sensaciones, acercando la ciencia un paso más a la fantasía de ciencia ficción.
«Esto podría crear oportunidades para que el robot detecte e interactúe de forma segura con los humanos», dijo Wang.
Las caras de los robots con piel artificial en el laboratorio de Takeuchi no tienen la capacidad de sentir el tacto o los cambios de temperatura u otros estímulos externos.
Takeuchi dijo que ese es su próximo objetivo de investigación.
«Nuestro objetivo es crear una piel que imite fielmente la funcionalidad de la piel real mediante la construcción gradual de componentes esenciales como vasos sanguíneos, nervios, glándulas sudoríparas, glándulas sebáceas y folículos pilosos», dijo.
En lugar de los sistemas neuronales que transmiten sensaciones en un cuerpo humano, la electrónica de un robot necesitaría alimentar una señal de sensor, un desarrollo que, según Wang, requeriría mucho más tiempo e investigación.
