Robótica
Soft-Robotics se beneficiará de la fluídica de espuma
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De Robots Duros a Suaves
Cuando pensamos en robots, pensamos en robots industriales masivos y voluminosos o en robots futuristas de la ciencia ficción, desde el terrorífico Terminator de todo metal hasta el diseño más elegante y suave de iRobot y los verdaderos robots humanoides modernos .
Fuente: Sanctuary
En cualquier caso, una constante es la omnipresencia de superficies lisas de metal y plástico, con movimientos creados por pistones, hidráulica y motores eléctricos.
Sin embargo, este diseño robótico puede ser limitante para muchas aplicaciones que requieren un enfoque más sutil. Por ejemplo, los robots que interactúan con cuerpos humanos, o por ejemplo, los encargados de recoger frutas, requieren materiales más flexibles y un tacto más delicado para evitar causar daños.
Como respuesta a esta necesidad, está surgiendo un nuevo campo llamado soft robotics. Este campo explora cómo usar nuevos materiales para crear sistemas robóticos blandos y flexibles. Anteriormente exploramos esta idea, notablemente en cómo la impresión 3D puede ayudar a construir robots blandos, o cómo el hidrogel puede aumentar la agilidad de los robots.
Una nueva idea puede ahora añadirse a este conjunto de técnicas de robótica blanda: foam fluidics.
De la Lógica Neumática a la Fluídica de Espuma
Investigadores de la Universidad de Texas estudiaron cómo la espuma podría ser un nuevo material para construir robots. Descubrieron que el flujo de aire a través de la estructura tipo malla de espuma de celdas abiertas puede reemplazar la electrónica, y publicaron sus resultados en un artículo científico titulado “Embedded Fluidic Sensing and Control with Soft Open-Cell Foams”.
La idea clave surgió al estudiar un campo científico llamado circuitos de lógica neumática. El concepto es reemplazar el cómputo electrónico basado en electricidad por la fluctuación de flujos de aire.
Hasta ahora, este concepto ha imitado mayormente el diseño de circuitos electrónicos. Esto redujo enormemente su potencial, ya que para cálculos y sensores más complejos, el tamaño y peso del dispositivo se convertirían en un problema.
En su lugar, los investigadores de Rice University buscaron usar las diferencias de presión creadas por el aire que fluye a través de los poros microscópicos en láminas de espuma. Al añadir múltiples capas de dicha espuma, pudieron afinar la forma en que el aire fluye a través de ella. De este modo, pudieron realizar cálculos neumáticos complejos y tareas de control, pero con un diseño de circuito mucho más simple que la lógica neumática tradicional.
Fuente: Rice University
Circuito Analógico Incorporado
Un buen ejemplo es cómo una sección del robot puede responder a la presión. La robótica tradicional necesitaría sensores electrónicos complejos, brazos elaborados con múltiples componentes para doblarse, y un motor eléctrico alimentado por batería o un sistema hidráulico para transmitir y regular la fuerza.
La fluídica de espuma, en cambio, puede tener la reacción “incorporada” al brazo del robot, doblándose bajo presión y reaccionando en proporción al estímulo, como doblarse solo a la mitad cuando se presiona con menos fuerza.
Fuente: Rice University
Lograrlo no estuvo exento de desafíos. Uno fue que la densidad del aire cambia con las variaciones de presión, lo que requiere cálculos complejos para modelar el flujo de aire a través de la espuma.
Crear un modelo teórico que prediga con precisión el flujo de aire y la reacción de la espuma fue una de las partes más importantes de este proyecto de investigación. Solo una vez hecho esto se pudo construir un diseño con fluídica de espuma predecible.
Aplicaciones
Debido a que la fluídica de espuma no depende de electrónica ni baterías, puede ser mucho más ligera que las soluciones robóticas convencionales. Esto es ideal para incorporarla en telas y ropa. Su capacidad de doblarse y moverse sin dañar o aumentar la rigidez de las telas también ayuda.
Exosuits
Una primera aplicación podría ser ayudar a personas con movilidad limitada, debido a discapacidades o lesiones. Ya existe un mercado en crecimiento de exoesqueletos basados en la “robótica clásica” para ayudar en tales casos, algo que discutimos en “Independence and Mobility through Robotics – How Exosuits Can Help Those with Parkinson’s Disease”.
La misma tecnología podría ayudar a reducir lesiones en trabajos que requieren levantar cargas pesadas, como en almacenes, fábricas o el ámbito militar.
Podemos imaginar fácilmente cómo la robótica basada en fluídica de espuma podría incorporarse a dichos exosuits o incluso reemplazarlos por completo como parte de pantalones, camisas, etc., diseñados a medida, ya que son más fáciles de usar y más discretos.
VR / Tecnología Háptica
Los sistemas hápticos crean una sensación de tacto en reacción a un estímulo. Durante un tiempo, esto fue la próxima frontera de la realidad virtual y otros sistemas de simulación.
La fluídica de espuma puede ayudar a crear nuevos tipos de sensores hápticos, detectando movimiento, por ejemplo, y convirtiéndolo en una señal en un sensor táctil. Esto podría usarse, por ejemplo, para crear réplicas digitales más precisas del movimiento en simulaciones utilizadas en la capacitación de médicos, respondedores de emergencia u otros entrenamientos profesionales.
Fuente: Rice University
Invertir en Soft Robotics
Soft robotics probablemente será una parte creciente del mercado de robótica en expansión, ya que los robots están saliendo progresivamente de los pisos de fábricas para ayudar con la atención a pacientes en hospitales, mover mercancías en almacenes o recoger frutas en campos y huertos.
Puedes invertir en compañías relacionadas con la robótica a través de muchos corredores, y aquí, en securities.io, puedes encontrar nuestras recomendaciones de los mejores corredores en EE. UU., Canadá, Australia, Reino Unido, así como en muchos otros países.
Si no te interesa seleccionar compañías robóticas específicas, también puedes considerar ETFs robóticos como GlobalX Robotics & Artificial Intelligence ETF (BOTZ), iShares Automation & Robotics UCITS ETF (RBOT), o Global Robotics & Automation Index ETF (ROBO), que ofrecerán una exposición más diversificada para capitalizar el creciente sector robótico.
Empresas de Soft Robotics
1. Ekso BIONICS
Ekso BIONICS es líder en tecnología de exoesqueletos. Lanzó el primer exoesqueleto de rehabilitación médica comercial en 2012. Desde entonces, ha recibido la aprobación para sus trajes ABI y EVO.
Aunque está expandiéndose en el segmento de trabajo/pesado, la empresa sigue centrada principalmente en terapias y movilidad médica.
Los ingresos de la empresa han estado creciendo rápidamente (+38 % interanual en 2023).
Fuente: Ekso
Recientemente adquirió la unidad de negocio Human Motion and Control (HMC) de Parker Hannifin Corporation para añadir sus exoesqueletos motorizados para personas con parálisis a su oferta.
Esto podría indicar que Ekso tiene buen potencial para convertirse en un adquirente serial en el sector de exoesqueletos, ampliando su oferta mediante una combinación de I+D interna y adquisiciones estratégicas.
También lo convierte en un buen candidato para adoptar robótica blanda y fluídica de espuma en sus diseños futuros, mientras capitaliza su presencia temprana en los mercados de exoesqueletos médicos y de trabajo.
2. Soft Robotics
Esta empresa cotiza de forma privada y en 2018, ABB Technological Ventures estableció una asociación con Soft Robotics para acelerar el desarrollo de cómputo microfluídico y agarradores blandos para robots.
Desde que Soft Robotics se centra en desarrollar mGripAI, un robot con agarre blando para la industria de procesamiento de alimentos, combinado con visión 3D completa y sistema de IA y usando el sistema de agarre IRB360 FlexPicker de ABB.
Fuente: Soft Robotics
El enfoque de la empresa podría potencialmente integrar también la fluídica de espuma, considerando su experiencia en la aplicación de la tecnología microfluídica a casos reales.
También puedes ver mGripAI en acción en este video.
Por ahora, la principal aplicación de actuadores blandos y agarres está en procesos industriales, especialmente en la industria alimentaria.
En el futuro, los avances en IA, visión por máquina, tecnología de baterías y soft robotics deberían permitir la creación de robots capaces de asistir a enfermeras, comerciantes, limpiadores y otras tareas que actualmente dependen casi al 100 % de la mano de obra humana.
