Pinzas con tacto

Artículo del 25 de abril de 2015 

Pinzas con tacto | Imagen: Festo, Würth Elektronik, IMS Chips

Los investigadores del proyecto colaborativo KoSiF (en alemán, “sistemas complejos en una lámina”), desarrollan un “órgano sensorial” para pinzas mecánicas. Para lograrlo se empotran componentes electrónicos flexibles en una lámina delgada. Hasta la fecha, este tipo de sensores eran rígidos, por lo que resultaba difícil fijarlos sobre superficies curvas.

Por su parte, el nuevo sistema puede instalarse también sobre objetos flexibles y plegables. Con ayuda de este sistema de sensores inteligentes, puede evaluarse desde la fuerza de sujeción hasta el arrastre de forma de la pinza y puede detectarse el tamaño del objeto que va a tomarse. De este modo, la pinza adquiere un “sentido del tacto” y puede sujetar de manera selectiva diferentes objetos y evaluarlos sensorialmente.

Desarrollado un prototipo con pinza adaptiva

Festo lleva implicado en este proyecto desde principios de 2013, junto con varios socios universitarios e industriales. En la primera fase del proyecto, los investigadores crearon un prototipo de uso llamado “Smart Skin 1”. Como base se empleó la pinza adaptiva, utilizada también en los asistentes biónicos para manipulación de Festo. Se compone de tres dedos flexibles con Fin Ray Effect® que pueden adaptarse a diferentes objetos. “El objetivo del primer prototipo es equipar la pinza con una lámina delgada con sensores de extensión integrados basados en un chip de silicio ultradelgado. Estos se adaptan a la deformación de los dedos cuando sujetan”, explica Stefan Saller, que dirige el proyecto de investigación en Festo.

Tres complejos sistemas de láminas

En la segunda parte del proyecto se construyó un segundo prototipo. Se compone de tres sistemas de láminas funcionales separadas. La primera lámina, SmartSense, está formada por cuatro chips ultradelgados para la medición de la extensión. “Como la pinza es adaptiva, se deforma durante el proceso de agarre. Se produce un estiramiento que se detecta mediante el sistema de medición inteligente y que se mide con gran precisión. A la vez, el sistema ofrece otras funciones como procesamiento de señales analógicas y operaciones digitales”, comenta Stefan Saller. La segunda lámina sensora, SmartInkSense, se basa en cintas extensiométricas impresas; la tercera lámina, llamada SmartView, porta una pantalla flexible.

A través de ella puede conocerse información como la fuerza de la señal de radio, el estado de carga de la batería y el estado de la pinza. Los tres sistemas cuentan con una interfaz de radio que intercambia los datos de medición y configuración entre las láminas sensoras y la estación base. Un chip de control ultrafino, disponible en los tres sistemas, dirige cada una de las funciones. Además, hay una interfaz SPI a través de la cual pueden intercambiarse datos de configuración.

La finalización de este proyecto promovido por el Ministerio federal alemán de Educación e Investigación está prevista para mediados de 2016. Un campo posible de aplicación de la pinza lo conforma el sector alimentario. A través de las pinzas adaptivas controladas pueden, por ejemplo, cosecharse con seguridad campos de frutales. Sin embargo, las aplicaciones también son diversas en el ámbito industrial, que podría beneficiarse de las funciones particulares de una pinza adaptiva de estas características.

En este vídeo puede verse cómo se monitoriza el proceso de agarre (fuente: Festo, Würth Elektronik, IMS Chips):

Imagen del título de arriba: Festo, Würth Elektronik, IMS Chips