Y en parte es verdad, pero existen otros tipo de retos, tampoco hoy en día completamente superados y que, realmente, suponen un tremendo esfuerzo de ingeniería y diseño.
Algún reto no específicamente cognitivo
Sin que esto suponga, ni muchísimo menos, un censo exhaustivo, ni siquiera un ranking cierto de los problemas más complejos, se me ocurre, antes de abordar el caso de la mano robótica, citar dos retos que no son específicamente cognitivos.
El primero de ellos, creo que sólo parcialmente superado, es el de la marcha bípeda. La marcha bípeda supone un gran problema no sólo de coordinación, sino también de equilibrio. Aunque se trata de un problema parcialmente resuelto, de hecho vemos ya muchos robots humanoides caminando, lo cierto que todavía el andar de los robots existentes es en general algo torpe, lento y 'robótico'. Y les cuesta mucho el correr y ya no digamos hacer otros ejercicios como saltar o moverse por terrenos irregulares. De todo ello hay demostradores y en algunos casos realizaciones prácticas, pero creo que sigue siendo un tema complejo y no del todo resuelto. Un tema complejo, pues, sobre el que técnicamente se debe avanzar aún. Pero también un tema que hace reflexionar hasta qué punto, para muchas aplicaciones prácticas, no es más razonable utilizar robots con otro tipo de soporte, quizá varias patas, quizá orugas.
Otro tema, con algo más de componente cognitivo, es la coordinación habla-gesto. Ya hay robots avanzados (por ejemplo Ameca) que coordinan su gesto con aquello que dicen. Igualmente, en avatares o humanos digitales, se consigue bastante coordinación. Pero al menos en todo lo que yo he visto, sigue siendo una coordinación algo primitiva y el resultado es todavía artificioso. Se trata de un problema muy complejo, no sólo por la coordinación en sí misma sino porque, para conseguir un gesto natural, especialmente en robots físicos, se necesita un rostro hecho de materiales blandos, con un número de actuadores razonablemente similar a los músculos de un rostro humano y porque, aunque sigue un patrón común, ni siquiera la expresión del rostro humano es exactamente igual de una persona a otra. Más variado es aún, si cabe, el movimiento de las manos, algo fundamental en nuestro lenguaje no verbal.
Retos de una mano robótica
Pero vamos ya a ver alguno de los retos que plantea construir una mano robótica. Me refiero, por supuesto a una 'verdadera mano', no a un actuador o garra de un robot industrial que, en ocasiones, tiene una forma cercana de alguna manera a una mano.
En el libro 'Humanoid robotics and neuroscience' editado por Gordon Cheng, y en concreto en el capítulo 'Hands, dexterity and the brain' escrito por Helge Ritter y Robert Haschke describen algunas de las características de una mano humana, en los que se trabaja, no sin dificultades, para trasladar a una mano robótica.
En primer lugar, nos recuerdan que una mano humana está accionada por más de 30 músculos, que le proporcionan aproximadamente 20 grados de libertad y que, además, está dotada de numerosos sensores y elementos propioceptivos (sentirse a 'sí mismo'). Esto supone que, caso de que queramos imitarla completamente, se debe diseñar un sistema mecánica y sensorialmente muy complejo.
El alto número de grados de libertad se afronta en ocasiones usando menos actuadores que grados de libertad pero acoplando elementos lo que lleva a patrones fijos de movimiento. Es una solución práctica, pero que lleva a una mano robótica menos flexible y adaptable que la humana.
Un tema inesperado, al menos para mi, tiene que ver con la aplicación de fuerzas. Según los autores, una mano humana es capaz de aplicar una fuerza de 400 Newtons y más. Evidentemente, existen motores capaces de aplicar esa fuerza y fuerzas mucho más altas. pero no existen o al menos no en el momento en que los autores escribían este capítulo, micromotores capaces de integrarse en una mano robótica de dimensiones y morfología similares a una mano humana y capaces de aplicar esa fuerza. Para conseguir la fuerza deseada, se acude a diseños en que los actuadores son externos a la mano, situados en el antebrazo, y unidos mediante una suerte de 'tendones' a los dedos.
Cuando el uso de la mano robótica es como prótesis, no tanto para formar parte de un robot humanoide, el peso es también un problema fundamental. Los autores nos explican que se recurre, por ejemplo a diseños muy bien estudiados que permiten reducir el número de grados de libertad , y por tanto de actuadores, esto es, motores, necesarios, lo que lleva a reducir el peso. En algunos casos, se consigue incluso reducir a un único grado de libertad. Además, el uso de actuadores hidráulicos o neumáticos reduce el peso del actuador.
La velocidad, en concreto la velocidad del movimiento de los dedos, constituye otro reto importante. Esta velocidad es importante, por ejemplo, para coger objetos lanzados por el aire, dar la vuelta a un objeto entre los dedos o tocar un instrumento musical. Conseguir esa velocidad, aparte de retos de control, implica utilizar materiales ligeros (para disminuir inercia) y motores rápidos.
Volviendo a los grados de libertad, el manejo coordinado de un alto número de grados de libertad es otro reto de coordinación y control. Para este control, además, se necesitan sensores (potenciómetros, sensores de efecto Hall, sensores ópticos, etc) que proporcionen información de realimentación del movimiento real conseguido, para eliminar errores, de la forma, entiendo, en que habitualmente se realizan los sistemas de bucle cerrado.
La propia superficie de contacto de la mano implica un diseño cuidadoso. La mano humana es a la vez blanda, adaptable y rugosa. Las características mecánicas de la mano humana son pues muy complejas, pero también muy necesarias para su función, y no sencillas de conseguir en manos artificiales.
Además, muchas acciones humanas son bimanuales, utilizan las dos manos. Crear dos manos robóticas que actúan en oposición pero de forma coordinada, tiene también su complejidad.
En algunos de estos retos hay mayores avances y en otros menos en las manos robóticas actuales, pero todos estos retos, y otros que seguramente existan y no hayamos mencionado aquí, son una demostración de la complejidad (a la vez que la versatilidad) de una mano humana, e ilustran la dificultad de conseguir una mano robótica que la emule en su totalidad.
Conclusiones
La construcción de robots humanoides presenta retos que van mucho más allá (o mucho más acá, según se prefiera) de sus capacidades cognitivas o de los avances de la inteligencia artificial. Presentan también importantes problemas mecánicos, de materiales, cinemática, dinámica y control, que hemos ilustrado someramente en el caso de la mano, y constituyen un reto de ingeniería de primer orden.
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