"Robogamis" que cambian de forma y se transforman a sí mismos

Siguiendo el diseño de los origamis, la especialista en robótica Jamie Paik y su equipo construyeron los "robogamis": robots fabricados con materiales superfinos capaces de doblarse, cambiar de forma y transformarse. En esta charla y demostración tecnológica, Paik nos muestra cómo los robogamis podrían adaptarse para concretar una gran variedad de tareas en la Tierra y en el espacio. Nos muestra también cómo pueden rodar, saltar, catapultarse como hondas e incluso latir como un corazón.

Como especialista en robótica,
me hacen muchas preguntas:

"¿Cuándo me servirán
el desayuno los robots?".

Pensé que en el futuro la robótica
se parecería más a nosotros,

más a mí.

Así que construí ojos
que se parecieran a los míos.

Construí dedos ágiles
que pueden lanzarme...

bolas de béisbol.

Robots tradicionales,
como el que ven aquí,

se construyen y se hacen funcionales

por medio de unas articulaciones
y actuadores fijos.

Esto quiere decir que
su forma y funcionalidad

ya están predeterminadas en su diseño.

Así que incluso si este brazo
puede lanzar muy bien

--hasta puede darle al trípode enfrente--,

no está diseñado para prepararles
el desayuno exactamente.

No está diseñado para batir huevos.

En ese momento, tuve una idea novedosa
sobre el futuro de la robótica:

los Transformers.

Se trasladan, corren, vuelan...

y todo esto según los distintos entornos
y la tarea que deban concretar.

Para que esto se vuelva realidad,

es necesario repensar
el diseño de los robots.

Imaginen un módulo robótico
que tenga forma de polígono

y que, usando esa sencilla
forma de polígono,

se reconstruya de maneras diferentes

y cree así nuevas formas robóticas
para realizar diversas tareas.

En la computación gráfica,
esto no es ninguna novedad,

se ha realizado por bastante tiempo:
así es como se hacen las películas.

Pero si lo que quieren es crear
un robot que se mueva físicamente,

eso es otra historia.

Se trata de un paradigma totalmente nuevo.

Pero todos lo conocemos.

¿Quién no ha hecho un avión,
un barco o una grulla de papel?

El origami es una plataforma versátil
para los diseñadores.

A partir de una sola hoja de papel,
se pueden hacer múltiples formas

y, si no les gusta, pueden desdoblarla
y volver a la hoja de papel.

Doblando superficies 2D
pueden crearse muchas formas 3D.

Esto está demostrado matemáticamente.

Imaginen si pudieran contar
con una hoja de papel inteligente

que se doblara por sí sola
y creara distintas formas,

en cualquier momento.

En esto he estado trabajando.

Lo llamo "origami robótico",

"robogami".

Aquí ven nuestra primera
transformación de robogami,

la realicé yo misma hace unos diez años.

Es un robot plano que puede
transformarse en una pirámide,

volver a su forma plana

y transformarse luego
en una nave espacial.

Se ve lindo.

Diez años después, con mi equipo
de investigadores de robótica origami

--unas 22 personas actualmente--,

creamos una nueva generación de robogamis.

Son un poco más eficientes
y hacen más cosas.

La nueva generación de robogamis
tiene un propósito.

Por ejemplo,

el que ven aquí puede navegar
por diferentes terrenos de forma autónoma.

En terreno seco y plano, se arrastra.

Si encuentra un terreno áspero,
comienza a rodar.

Se desplaza de esta forma
--es el mismo robot--

pero, dependiendo del terreno
en que se encuentre,

activa distintas secuencias
de actuadores que tiene a bordo.

Y cuando se encuentra
con un obstáculo, lo salta.

Para hacer esto, almacena energía
en cada una de sus piernas

y la libera para catapultarse
como una honda.

Hasta puede hacer gimnasia.

Sí.

(Risas)

Acabo de mostrarles lo que
un robogami individual puede hacer.

Imaginen lo que podrían hacer en equipo.

Pueden aunar esfuerzos para
llevar a cabo tareas más complejas.

Cada módulo, activo o pasivo,

puede ensamblarse
para crear diferentes formas.

Y no solamente eso,
al controlar las articulaciones,

podemos crear y abordar diferentes tareas.

Gracias a las nuevas formas,
pueden completar otras tareas.

Y aquí lo más importante es el ensamblaje.

Deben poder localizarse de forma
autónoma en diferentes espacios,

conectarse y desconectarse
de acuerdo al entorno y a la tarea.

Y ahora podemos hacer esto.

¿Qué sigue?

Lo que imaginemos.

Esto es una simulación
de lo que puede conseguirse

con este tipo de módulos.

Decidimos construir un robot
de cuatro patas que se arrastre,

se convierta en un perro pequeño
y haga breves trotes.

Con el mismo módulo,
podemos lograr que haga otras tareas:

el "manipulador",
una tarea robótica tradicional.

Con este manipulador,
puede levantar objetos.

Se puede agregar más módulos

para que las piernas
del manipulador sean más largas

y pueda atacar o levantar objetos
de distinto tamaño,

o incluso agregar un tercer brazo.

Para los robogamis no existe
una única forma o tarea posible.

Pueden transformarse en lo que sea,
en cualquier momento y lugar.

¿Cómo los fabricamos?

El mayor desafío técnico de los robogamis
es mantenerlos muy delgados,

flexibles, pero funcionales.

Están formados por múltiples
capas de circuitos, motores,

microcontroladores y sensores.

Todo esto dentro de un cuerpo único.

Y si se controlan
las articulaciones individuales,

pueden conseguirse movimientos
suaves como el que ven ahora,

al ordenárselo.

En vez de ser un robot único

construido específicamente
para una única tarea,

los robogamis se optimizan
para realizar tareas múltiples.

Y esto es muy importante

para los entornos difíciles
y únicos de la Tierra

y el espacio.

El espacio presenta el entorno ideal
para los robogamis.

No es económicamente posible
tener un robot para cada tarea.

¿Quién sabe cuántas tareas
deberán realizar en el espacio?

Lo que se necesita es un único robot

que pueda transformarse
y hacer diferentes tareas.

Queremos un conjunto de módulos
de robogamis delgados

que puedan transformarse
para concretar diferentes tareas.

Y no soy únicamente yo quien lo dice.

La Agencia Espacial Europea
y el Centro Espacial Suizo

promueven exactamente este mismo concepto.

Aquí pueden ver algunas imágenes
de robogamis reconfigurados

que exploran terreno desconocido

y cavan en la superficie.

Explorar no es lo único que hacen.

Los astronautas necesitan ayuda adicional,

ya que no se puede llevar
pasantes al espacio.

(Risas)

Deben realizar todas las tareas tediosas.

Pueden ser tareas simples,
pero muy interactivas.

Es necesario que los robots
faciliten sus experimentos,

los asistan en las comunicaciones,

puedan estar en la superficie
y actuar como un tercer brazo

manipulando herramientas.

¿Cómo podrían controlar
a los robogamis, por ejemplo,

fuera de la estación espacial?

Aquí pueden ver a un robogami
que sostiene basura espacial.

Pueden ver lo que ellos ven
y así los controlan,

pero mejor aún sería
transferir de forma directa

la sensación de lo que tocan
a las manos del astronauta.

Lo que se necesita
es un dispositivo táctil,

una interfaz táctil que
recree la sensación del tacto.

Al usar robogamis, podemos conseguir eso.

Aquí ven la interfaz táctil
más pequeña del mundo,

capaz de recrear la sensación de tacto
en las yemas de los dedos.

Podemos hacer esto al mover el robogami,

por medio de movimientos
microscópicos y macroscópicos.

Y con esto, podrán sentir
cuál es el tamaño del objeto,

su forma y sus líneas,
y también su rigidez y textura.

Aquí Alex tiene la interfaz
justo debajo del pulgar,

y al ponerse sus lentes de RV
y los controladores manuales,

la realidad virtual ya no es virtual,

se vuelve una realidad tangible.

La bola azul, la roja y la negra
que está observando

ya no se diferencian por colores.

Ahora se trata de una bola azul de goma,
una bola roja esponjosa

y una bola de billar negra.

Ahora esto es posible.

Permítanme mostrarles.

Vamos a mostrar esto en vivo
por primera vez

delante de una gran audiencia.

Así que espero que funcione.

Lo que vemos aquí es un atlas de anatomía

y la interfaz táctil del robogami.

Al igual que todos los robots
reconfigurables, realiza múltiples tareas.

Funciona como mouse
y, además, como interfaz táctil.

Por ejemplo, tenemos
un fondo blanco sin ningún objeto.

Es decir, no hay nada que tocar,

así que podemos tener
una interfaz muy, pero muy flexible.

Ahora lo uso como mouse
para acercarme a la piel,

al músculo del brazo,
para sentir los bíceps

o los hombros.

Pueden notar que se vuelve más rígido.

Exploremos un poco más.

Acerquémonos a las costillas.

Apenas me posiciono sobre las costillas,
entre los músculos intercostales,

que son más suaves y más duros,
puedo sentir la diferencia en la rigidez.

Tendrán que confiar en mi palabra.

Pueden ver que ahora está más rígido,

presenta mayor resistencia
bajo las yemas de mis dedos.

Acabo de mostrarles superficies inmóviles.

¿Y si me acercara a algo en movimiento,

por ejemplo, al corazón mientras late?

¿Cómo se sentirá?

(Aplausos)

Este corazón podría ser el de ustedes.

Esto puede estar en su bolsillo
mientras hacen compras en línea.

Podrían sentir la textura
del pulóver que quieren comprar,

qué tan suave es,
si es verdadera cachemira o no;

o la dona que quieren comprar,
qué tan dura o crujiente es.

Ahora esto es posible.

La robótica está avanzando y es
cada vez más personalizada y adaptable,

se acomoda a nuestras necesidades diarias.

Esta especie única
de robots reconfigurables

constituye la plataforma que proporciona
esta interfaz invisible e intuitiva,

capaz de satisfacer nuestras necesidades.

Estos robots ya no se verán
como personajes de las películas,

sino que se verán como ustedes deseen.

Gracias.

(Aplausos)