El presente y el futuro de la robótica.

I.- La robótica.

La definición de Robótica Industrial de acuerdo con la norma ISO 8373 es: “Manipulador multifuncional, controlado automáticamente, reprogramable en tres o más ejes, que puede estar fijo o móvil para uso en aplicaciones de automatización industrial”.A su vez, el parque de robots industriales existente se cuantifica en dos sentidos:

• Aplicaciones (manipulación, soldadura, materiales, montaje y desmontaje, etc) y Sectores (alimentación y bebidas, téxtil, madera, papel, plásticos, maquinaria industrial, etc), realmente puede decirse que todas las aplicaciones y todos los sectores son susceptibles de utilizar robots.
• AUTO (automóvil) y NO AUTO (no automóvil); es probablemente el sector del automóvil donde la robotización es mas intensa; (ver el video de YouTube referido a una planta de Mercedes).

En el contexto mundial, la Robótica Industrial forma  parte fundamental de esta 4ª Revolución Industrial en la que estamos inmersos y dado que este producto mejora la productividad de todas las plantas que lo integran reduciendo costes y mejorando la calidad de los productos fabricados, se trata de una tecnología que incrementará su protagonismo en las próximas décadas, generando empleo cualificado y dando sostenibilidad a las plantas y aumentando la exportación. El avance de la robótica es innegable, cada día demuestra nuevas herramientas y permite nuevas posibilidades.De hecho, hay quienes comparan el cambio que ya está generando la robótica en las empresas e industrias con el que en su momento generó la máquina de vapor.

II.- El futuro de la robótica: los “bio híbridos”

El futuro de la robótica estará intrínsecamente relacionado con la biología si la tendencia a fabricar robots bio híbridos se consolida. Esta técnica consiste en insertar células vivas en los dispositivos y combinar su versatilidad con la inteligencia artificial y la memoria de los chips. Así, se ha fabricado una manta raya robótica que funciona con células cardiacas de rata y robots que se arrastran gracias a las células motoras y nerviosas de una babosa marina.

La idea se basa en hacer crecer tejidos vivos sobre esqueletos robóticos y combinar ambos materiales para generar nuevos tipos de movimiento y resolver tareas de forma más eficiente. Pero estos prototipos se han encontrado hasta ahora con un gran inconveniente: los tejidos tienden a encoger con el uso y duran muy poco tiempo operativos.Una posible solución a este problema aparece en la revista Science Robotics, en donde el equipo de investigación del Dr .Morimoto, describe un mecanismo que permite reproducir el movimiento de contracción y relajación de los músculos vivos y con mayor periodo de vida útil. Los autores han resuelto las principales dificultades técnicas afrontando el problema desde una nueva perspectiva: en lugar de incorporar células musculares desarrolladas optaron por incluir células precursoras llamadas mioblastos en pequeñas láminas de hidrogel que posteriormente crecen hasta convertirse en células musculares esqueléticas plenamente funcionales. Los investigadores también incorporaron estas células en parejas antagónicas, imitando a las células en organismos vivos, con lo que consiguieron un funcionamiento óptimo de más de una semana.

lEl prototipo presentado es un sencillo esqueleto robótico en el que, como si se tratara de un par de dedos humanos que hacen la pinza,(véase el video adj.) hay una serie de músculos que se contraen o relajan para inducir el movimiento, una articulación móvil, anclajes a los que los músculos se pueden adherir y una serie de electrodos que conducen la señal eléctrica que contrae las células musculares. Para dirigir el crecimiento de los tejidos, los científicos hicieron una serie de hendiduras para que las fibras musculares se alinearan de la manera deseada. “El hecho de que ejercieran fuerzas contrapuestas entre sí hizo que dejaran de encoger y deteriorarse, como había sucedido en estudios anteriores”.

aEl equipo de Morimoto probó los robots en diferentes situaciones, como atrapar un anillo y colocarlo en otro lugar o poner a dos robots para trabajar juntos y recoger un objeto cuadrado. El resultado mostró que los robots pueden desarrollar estas sencillas tareas con eficacia, gracias a la activación de una especie de dedo flexible que gira 90 grados gracias a las fibras musculares. “Nuestros hallazgos muestran que, utilizando esta disposición antagonista de los músculos, estos robots pueden mimetizar las acciones de un dedo humano”, explica el autor principal. “Si podemos combinar mas músculos de este tipo en un solo dispositivo, deberíamos ser capaces de reproducir el complejo juego muscular que permite funcionar a nuestras manos, brazos y otras partes del cuerpo”(*).

La bio robótica es un enorme campo de investigación y desarrollo multidisciplinario, que se apoya esencialmente sobre la ingeniería en sus diversos campos, mecánica, eléctrica, electrónica e informática, y las ciencias físicas,biomédicas,  psicología, biología, zoología, etc.. Se trata de desarrollar sistemas automáticos de alta complejidad que presentan una estructura mecánica articulada –gobernada por un sistema de control electrónico– y características de autonomía, fiabilidad, versatilidad y movilidad y es un campo en el que todavía se pueden esperar muchas y muy interesantes innovaciones.

F.J. de C.

Madrid, 3 de junio de 2018.

Ref:(*) “Biohybrid robot powered by an antagonistic pair of skeletal muscle tissues” (Science Robotics)