Los ingenieros en Japón están tratando de lograr que los robots imiten esa expresión particularmente humana: la sonrisa.
Han creado una máscara facial a partir de células de piel humana y la han adjuntado a los robots con una técnica novedosa que oculta la unión y es lo suficientemente flexible como para convertirse en una mueca o en una sonrisa suave.
El efecto es algo entre la aterradora máscara de Hannibal Lecter y la figura de plastilina Gumby.
Pero los científicos dicen que los prototipos allanan el camino para robots más sofisticados, con una capa externa tanto elástica como duradera para proteger la máquina mientras la hace parecer más humana.
Más allá de la expresividad, el “equivalente de piel”, como lo llaman los investigadores, que está hecho de células de piel vivas en un laboratorio, puede cicatrizar y quemarse y también auto-repararse, según un estudio publicado el 25 de junio en la revista Cell Reports Physical Science.
“Los rostros y expresiones parecidos a los humanos mejoran la comunicación y empatía en las interacciones humano-robot, haciendo que los robots sean más efectivos en roles de atención médica, servicio y compañía”, dijo en un correo electrónico Shoji Takeuchi, profesor de la Universidad de Tokio y líder de la investigación.
La investigación llega en un momento en que los robots se están volviendo más ubicuos en las plantas de fábrica.
Había 3.9 millones de robots industriales trabajando en líneas de ensamblaje de automóviles y electrónicos y otros entornos laborales en 2022, según la Federación Internacional de Robótica.
Un subconjunto del 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 la hospitalidad, atención médica y educación.
Carsten Heer, portavoz de la federación, dijo que los humanoides eran “un área emocionante de desarrollo”, pero que la adopción a gran escala sería compleja y podría estar limitada por el costo.
Aún así, en octubre de 2023, el gobierno chino anunció el objetivo de producir en masa humanoides para 2025, lo que, según predijo, aumentaría en gran medida su productividad industrial.
Durante décadas, los ingenieros robóticos han experimentado con materiales, con la esperanza de encontrar algo que pueda proteger la maquinaria compleja de un robot pero que sea lo suficientemente suave y ligero para una amplia gama de usos.
Si la superficie de un robot se abolla o se raya, puede provocar un mal funcionamiento de la máquina, lo que hace que la capacidad de auto-reparación sea una “característica crítica” para los robots humanoides, dijeron los investigadores en el artículo.
El novedoso método de fijación de la piel avanza en el incipiente campo de la robótica “biohíbrida”, que integra la ingeniería mecánica con la genética y la ingeniería de tejidos, dijo Kevin Lynch, director del Centro de Robótica y Sistemas Biológicos de la Universidad Northwestern.
“Este estudio es una contribución innovadora al problema de anclar la piel artificial al material subyacente”, dijo el profesor Lynch, añadiendo que “la piel viva puede ayudarnos a lograr el Santo Grial de las pieles auto-reparadoras en robots biohíbridos”.
Agregó que el estudio no aborda cómo la piel de los robots se auto-reparará sin soporte externo.
Para tales 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 el profesor Takeuchi y sus colegas de la Universidad de Tokio, han estado trabajando con piel humana de laboratorio durante años.
En 2022, el equipo de investigación desarrolló un dedo robótico cubierto de piel viva, lo que permitió que el dedo de la máquina se doblara como un dedo humano, dándole la tactilidad para realizar tareas potencialmente más precisas.
El equipo del profesor Takeuchi había intentado fijar la piel con mini-ganchos, pero estos causaban desgarros a medida que el robot se movía. Así que 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 ató la piel artificial al robot.
“Este enfoque integra robots rígidos tradicionales con pieles biológicas suaves, haciéndolos más ‘parecidos a humanos'”, dijo Yifan Wang, profesor asistente en la escuela de ingeniería mecánica y aeroespacial de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, que investiga los “robots blandos” que imitan criaturas biológicas.
La fijación de la piel también le da a un robot biohíbrido el potencial para la sensación, llevando a la ciencia un paso más cerca de la fantasía de ciencia ficción.
“Esto podría crear oportunidades para que el robot sienta y interactúe de manera segura con los humanos”, dijo el profesor Wang.
Las caras de los robots con piel artificial en el laboratorio del profesor Takeuchi no tienen la capacidad de sentir el tacto, cambios de temperatura u otros estímulos externos.
El profesor Takeuchi dijo que ese es su próximo objetivo de investigación.
“Nuestro objetivo es crear piel que imite de cerca 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 la sensación en un cuerpo humano, la electrónica de un robot tendría que alimentar una señal de sensor, un desarrollo que, según el profesor Wang, requeriría mucho más tiempo e investigación.