La automatización robótica se ha convertido en un punto de inflexión a la hora de abordar la escasez de mano de obra.Si bien las pinzas rígidas tradicionales han automatizado eficazmente diversas tareas rutinarias, aumentando la eficiencia y la productividad en industrias que trabajan con objetos con especificaciones bien definidas, se quedan cortas en sectores como la industria alimentaria, donde es necesario manipular objetos delicados de diferentes tamaños y formas.En estos casos, se requiere un tipo de pinza más especializada.

"Bioinspiradorobótica blandabusca desarrollar tecnologías que se inspiren en la naturaleza y aprovechenmateriales avanzadosy procesos de fabricación", afirmó el Dr. Pablo Valdivia y Alvarado, Profesor Asociado de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD).

Las pinzas suaves inspiradas en la destreza y el control naturales de las manos humanas son particularmente adecuadas paraindustria alimentaria.Pueden adaptarse a objetos de diferentes tamaños y formas mientras distribuyen las fuerzas de manera más uniforme, lo que los hace ideales para manipular artículos delicados.

Se organizan varias competiciones para probar y desafiar las capacidades de las pinzas blandas a la hora de realizar tareas del mundo real.Un evento líder en este campo es el Concurso anual de manipulación IEEE RoboSoft, donde el profesor asociado Valdivia y Alvarado y su equipo obtuvieron el gran premio tanto en 2022 como en 2023.

En su artículo "Aplicaciones de un software híbrido multimaterial accionado por vacíopinza: lecciones aprendidas del desafío de manipulación de RoboSoft"publicadoenFronteras en robótica e inteligencia artificial, comparten valiosos conocimientos y lecciones de su participación en estos concursos.

El diseño básico de la pinza del grupo fue fundamental y proporcionó una base sólida para mejoras posteriores.Dado que ciertoscompetenciaLos detalles a menudo se revelaban en el último minuto, la versatilidad era esencial.El equipo eligió un diseño de pinza de tres dedos, capaz de adaptarse a una amplia variedad de formas y modos de agarre.

Al elaborar el prototipo, el profesor asociado Valdivia y Alvarado y su grupo dieron prioridad a materiales que fueran duraderos, resistentes al desgaste, seguros para los alimentos y la piel y altamente elásticos, lo que garantizaba que la pinza pudiera adaptarse sin esfuerzo a diferentes objetos.En lugar de utilizar la actuación más común basada en presión positiva, el equipo optó por la actuación por vacío para evitar el riesgo inherente de sobrecarga de presión asociada con los sistemas de presión positiva.

La pinza blanda híbrida accionada por vacío del equipo fue diseñada con dos componentes clave: dedos compuestos blandos y una palma.Los dedos, inspirados en la anatomía humana, presentaban cuñas rígidas cubiertas por una piel suave y fina.Cuando se activa por vacío, la piel colapsa, lo que hace que los dedos se doblen y agarren objetos.La palma, de diseño similar, mejoró la capacidad de peso y el control de la pinza.

Este sólido diseño básico permitió características y capacidades adicionales en iteraciones posteriores.El profesor asociado Valdivia y Alvarado destacó el amplio potencial de agarre de la pinza en comparación con otras pinzas blandas.

El equipo mejoró aún más el diseño añadiendo una ventosa para aumentar la capacidad de carga útil y un clavo curvo que funciona como gancho.Esta adaptabilidad a desafíos competitivos específicos fue crucial para su éxito en las competiciones de RoboSoft.

Al reflexionar sobre las lecciones clave de la experiencia, el profesor asociado Valdivia y Alvarado enfatizó la importancia de la previsión y la versatilidad.

Destacó el valor de optar por soluciones más simples y eficientes en lugar de ingeniería compleja que puede ralentizar el tiempo de procesamiento.Además, destacó la necesidad de contar con un sistema versátil ydiseño modular, permitiendo actualizaciones periódicas a medida que surgieron detalles de la competencia.La adaptabilidad era crucial.

Los escenarios de competencia de RoboSoft, basados ​​en aplicaciones del mundo real, demostraron el potencial de la pinza blanda híbrida accionada por vacío del equipo para tareas como manipulación de alimentos, envasado de mezclas altas, segregación de residuos y agricultura urbana.Con dos subvenciones para la comercialización de tecnología ya obtenidas, el equipo está avanzando en el desarrollo de productos y las pruebas piloto.

Este proyecto ejemplifica el enfoque del SUTD de integrar diseño y tecnología en la investigación.La pinza, que obtuvo el prestigioso premio Iron A' Design Award, fue diseñada para adaptarse a diversas funcionalidades en diversas industrias.

El profesor asociado Valdivia y Alvarado señaló que su metodología de incorporar comentarios constantes de la industria garantiza que la investigación siga siendo relevante, facilitando la transición de prototipos de laboratorio a productos comerciales listos para los usuarios finales.