Ingenieros japoneses buscan crear robots con piel humana que puedan sonreír

Un grupo de ingenieros japoneses intenta que los robots imiten una expresión muy humana: la sonrisa. Crearon una máscara facial a partir de células de piel humana y la colocaron en robots mediante una novedosa técnica que oculta la unión y es lo bastante flexible para convertirse en una mueca o en una sonrisa.

El efecto es algo intermedio entre la aterradora máscara de Hannibal Lecter y el muñeco de plastilina Gumby. Pero los científicos afirman que los prototipos se encaminan hacia robots más sofisticados, con una capa exterior lo bastante elástica y duradera como para proteger a la máquina y al mismo tiempo hacerla parecer más humana.

Más allá de la expresividad, el “equivalente de piel”, como lo llaman los investigadores, que se elabora en un laboratorio a partir de células de piel vivas, tiene capacidades de cicatrización y autocuración y puede sufrir quemaduras, según un estudio publicado el 25 de junio en la revista Cell Reports Physical Science.

“Los rostros y expresiones humanoides mejoran la comunicación y la empatía en las interacciones humano-robot, lo que hace que los robots sean más eficaces en funciones de atención médica, servicio y compañía”, afirmó en un correo electrónico Shoji Takeuchi, profesor de la Universidad de Tokio e investigador principal del estudio.

La investigación surge en un momento en el 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 que trabajaban en las líneas de ensamblaje de automóviles y electrónica y en otros entornos laborales.

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 los sectores de la hostelería, la salud y la educación.

Carsten Heer, vocero de la federación, comentó que los humanoides eran "un área de desarrollo emocionante", pero que la adopción masiva en el mercado sería compleja y podría verse limitada por los costos.

No obstante, en octubre de 2023, el gobierno chino anunció el objetivo de producir humanoides en masa para 2025, lo que, según predijo, aumentaría de manera considerable su productividad industrial.

Durante décadas, los ingenieros robóticos han experimentado con materiales, con la esperanza de encontrar algo que pudiera proteger la compleja maquinaria de un robot y, al mismo tiempo, ser lo suficientemente suave y ligero para una amplia gama de usos. En el artículo, los investigadores explican que, si la superficie de un robot se golpea o rasga, esto puede afectar el funcionamiento de la máquina, por lo que la capacidad de autorreparación es una “característica crítica” para los robots humanoides.

Según Kevin Lynch, director del Centro de Robótica y Biosistemas de la Universidad Northwestern, el novedoso método de fijación de piel supone un avance en el incipiente campo de la robótica “biohíbrida”, que integra la ingeniería mecánica con la ingeniería genética y de tejidos.”Este estudio es una contribución innovadora al problema del anclaje de la piel artificial al material subyacente”, explicó Lynch, y agregó que “la piel viva puede ayudarnos a alcanzar el máximo objetivo de las pieles autorreparadoras en robots biohíbridos”.

Agregó que el estudio no aborda cómo la piel de los robots se curará sin apoyo externo. Para este tipo de robots el reto de los materiales se extiende a la verosimilitud; es decir, encontrar la manera de que la máquina tenga características que la hagan parecer y comportarse más como un ser humano, como la capacidad de sonreír. Los científicos, que incluyen a Takeuchi y sus colegas de la Universidad de Tokio, llevan años trabajando con piel humana fabricada en laboratorio.

En 2022, el equipo de investigación desarrolló un dedo robótico cubierto de piel viva, que le permitía flexionarse como un dedo humano, lo que le daba la sensibilidad necesaria para realizar tareas más precisas. El equipo de Takeuchi había probado fijar la piel con ganchos diminutos, pero se desgarraban cuando el robot se movía. Así que el equipo decidió imitar los ligamentos, las diminutas cuerdas de tejido suelto que conectan a los huesos.

Los miembros del equipo taladraron pequeños agujeros en forma de V en el robot y aplicaron un gel con colágeno, que tapó los agujeros y fijó la piel artificial al robot.”Esta estrategia dota a los robots rígidos tradicionales de pieles biológicas suaves, lo cual los hace más ‘humanoides’”, comentó Yifan Wang, adjunto de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad Tecnológica de Nanyang, en Singapur, quien investiga “los robots blandos” que imitan a criaturas biológicas.

La unión de la piel también confiere al robot biohíbrido la capacidad de producir sensaciones, lo que acerca a la ciencia un paso más a la fantasía de la ciencia ficción. ”Esto podría crear oportunidades para que el robot pueda tener sensaciones e interactuar de manera segura con los humanos”, explicó Wang. Los rostros de los robots con piel artificial en el laboratorio de Takeuchi no pueden percibir el tacto ni los cambios de temperatura ni otros estímulos externos.

Takeuchi comentó que ese era el siguiente objetivo de su investigación.”Queremos crear una piel que imite la funcionalidad de la piel real al construir poco a poco componentes esenciales como vasos sanguíneos, nervios, glándulas sudoríparas, glándulas sebáceas y folículos pilosos”, afirmó. En lugar de los sistemas neuronales que transmiten sensaciones en un cuerpo humano, la electrónica de un robot tendría que alimentar una señal de sensor, un desarrollo que, según Wang, requeriría mucho más tiempo e investigación.

*Emily Schmall ©The New York Times