Nuevo método para probar agarradores robóticos blandos

En los últimos años, los agarres robóticos suaves se han vuelto populares porque pueden agarrar fácilmente objetos delicados sin causar daño. Sin embargo, no ha habido una forma clara de probar y comparar qué tan bien funcionan los diferentes agarres suaves. Este artículo presenta un nuevo método llamado SoGraB, que significa Benchmarking y Evaluación de Agarre Suave. Este método nos ayuda a ver qué tan bien los agarres suaves pueden sostener objetos al observar cuánto cambian esos objetos de forma durante el agarre.

#¿Cuál es el gran lío con los agarres suaves?

Los agarres suaves están diseñados para recoger objetos que son frágiles o que se dañan fácilmente, como frutas o juguetes suaves. Los agarres tradicionales que son rígidos podrían aplastar estos artículos si los sostienen demasiado fuerte. Los agarres suaves tienen un diseño único que les permite sostener estos objetos delicadamente. Pero aquí está el giro: aunque hay muchos tipos de agarres suaves, nadie realmente sabe cuáles funcionan mejor o cómo medir su rendimiento.

Si lo piensas, es un poco como tratar de averiguar cuál es el mejor sabor de helado sin jamás probarlos. ¡Ahí es donde entra SoGraB!

#El método SoGraB

El método SoGraB utiliza un enfoque sencillo para evaluar qué tan bien los agarres suaves pueden sostener objetos. Lo hace midiendo dos cosas: qué tan bien el agarre logra agarrar el objeto y cuánto cambia de forma el objeto cuando se está agarrando.

Para ver cuánto cambia de forma un objeto, el método utiliza imágenes en 3D tomadas de los objetos antes y después de ser agarrados. Al comparar estas imágenes, podemos averiguar si el agarre está aplicando demasiada presión, causando deformación, o si está haciendo un buen trabajo al sostener el objeto sin dañarlo.

Este método ha sido probado con varios diseños de agarres suaves, y parece funcionar bastante bien. Ha ayudado a clasificar diferentes agarres según cuánto causaron que los objetos cambiaran de forma durante el agarre, ayudando a determinar cuáles son más adecuados para diferentes tareas.

#¿Por qué necesitamos un método de prueba estándar?

Con todos los diferentes tipos de agarres suaves que existen, es difícil saber cuáles están bien hechos y cuáles son solo pisapapeles elegantes. Un método estandarizado como SoGraB facilita entender qué diseños funcionan mejor. Sin él, elegir un buen agarre suave es un poco como elegir un billete de lotería; podrías terminar con un ganador o un fiasco.

Los métodos actuales de evaluación de agarres se centran principalmente en si pueden agarrar un objeto o cuánta fuerza pueden sostener. Pero ignoran muchos detalles críticos, como el daño o el estrés que el objeto puede soportar durante ese agarre. SoGraB llena este vacío al proporcionar una imagen más completa de qué tan bien un agarre sostiene un objeto.

#¿Qué está mal con los métodos de evaluación actuales?

La mayoría de los métodos de evaluación existentes se enfocan en cuántas veces un agarre puede sostener un objeto (tasa de éxito de agarre) o cuánta fuerza se necesita para quitarlo (fuerza de retención). Aunque estos métodos nos dicen algo sobre la calidad del agarre, no nos dan la historia completa. No tienen en cuenta el estrés en el objeto o los cambios en su forma.

Imagina que estás tratando de sostener un globo. Si lo aprietas demasiado, revienta. Si no aprietas lo suficiente, se escapa. Así que evaluar solo qué tan bien un agarre sostiene un objeto no es suficiente. También necesitamos saber si el objeto está a salvo mientras es sostenido.

Por eso, se necesita un método más amplio y práctico para comprobar la calidad del agarre. El objetivo es tener una forma de probar los agarres suaves sin necesidad de equipos especializados. ¡Y ahí es donde brilla la belleza de SoGraB!

#¿Cómo funciona SoGraB?

SoGraB evalúa la calidad del agarre suave con base en tres características clave: éxito del agarre, tiempo de sujeción y deformación del objeto. Juntas, estas características crean un punto de referencia útil para la calidad del agarre.

1. Éxito del agarre: Esto simplemente significa si el agarre pudo sostener el objeto sin soltarlo. Es la base del rendimiento del agarre.

2. Tiempo de sujeción: Esto mide cuánto tiempo el agarre puede sostener el objeto antes de soltarlo. Después de todo, agarrar algo es una cosa; mantenerlo es otra.

3. Deformación del objeto: ¡Aquí es donde sucede la magia! SoGraB captura imágenes en 3D del objeto y las compara antes y durante el proceso de agarre para ver cuánto cambia de forma.

El método utiliza una herramienta de cálculo específica para cuantificar estos cambios. Esto nos permite ver si el agarre está siendo demasiado brusco con el objeto, y también reduce las posibilidades de malinterpretar qué tan bien un agarre funciona.

#Preparando la prueba

Para probar los agarres usando SoGraB, los investigadores crearon un setup personalizado. Este setup consiste en un brazo robótico, cámaras y objetos que necesitan ser agarrados. Tomaron imágenes de los objetos para capturar sus formas iniciales. Luego maniobraron el robot para agarrar el objeto, lo sostuvieron durante un tiempo determinado, y tomaron más imágenes para ver cuánto cambió la forma.

Las cámaras utilizadas para este proceso son bastante sofisticadas. Crean imágenes en 3D usando luz estructurada, lo que ayuda a obtener vistas detalladas tanto del objeto como del agarre. Este setup es alcanzable para la mayoría de los laboratorios de robótica, lo que significa que cualquiera puede involucrarse y usar SoGraB para probar sus agarres.

#Tipos de agarres y objetos probados

En la prueba de SoGraB, se evaluaron varios diseños de agarres suaves. Uno de los diseños populares se llama agarre Fin-Ray, que puede ajustar su rigidez según cuántas costillas tiene por dentro. Los investigadores imprimieron cuatro diseños diferentes con niveles de rigidez variables y los probaron en varios objetos suaves hechos de diferentes materiales.

También crearon un conjunto personalizado de objetos para ver qué tan bien funcionan los agarres con formas que ellos diseñaron. Estos objetos se hicieron en diferentes niveles de dureza para explorar cómo se comportaba cada agarre. El setup ayudó a los investigadores a aprender sobre cómo diferentes agarres responden a diferentes desafíos.

#Resultados de la prueba

Después de probar más de 900 agarres usando el método SoGraB, los investigadores recopilaron una gran cantidad de datos. Descubrieron que todas sus pruebas fueron exitosas en el sentido de que los agarres pudieron recoger los objetos. Esto es una buena noticia porque significa que cada agarre sostuvo algo sin dejarlo caer al suelo.

Sin embargo, algunos agarres lo hicieron mejor que otros. Los resultados mostraron que cuando el objeto era relativamente rígido, no había mucha diferencia entre el rendimiento de agarres suaves y rígidos. Pero cuando los objetos eran extremadamente suaves, todos los agarres tuvieron problemas para funcionar de manera consistente.

Algunos objetos resistieron mejor que otros, y quedó claro que la rigidez efectiva tanto del agarre suave como del objeto que se iba a agarrar desempeñó un papel crítico. Los agarres funcionaron mejor cuando su rigidez era algo similar a la de los objetos.

#¿Qué sigue para SoGraB?

La introducción de SoGraB es un gran paso para entender cómo evaluar los agarres suaves. El objetivo a partir de ahora es seguir mejorando este protocolo de prueba, facilitando a los investigadores comparar varios diseños y aprender qué funciona mejor.

Al expandir la gama de objetos evaluados y evaluar nuevos agarres suaves contra el conjunto de datos existente, los investigadores pueden seguir refinando los métodos que utilizan. La idea es construir una base de datos práctica de información de la que todos en el campo puedan sacar para ver qué tipos de agarres funcionan mejor bajo diversas condiciones.

Los esfuerzos futuros se centrarán en encontrar las mejores combinaciones de diseños de agarres y materiales de objetos. Esto, en última instancia, ayudará a desarrollar mejores agarres suaves, haciendo que la robótica sea más eficiente, especialmente en tareas que involucren objetos delicados.

#Conclusión

En resumen, SoGraB es una herramienta valiosa en la que todos podemos confiar para medir qué tan bien funcionan los agarres suaves. El método nos permite entender la relación entre el agarre y el objeto, proporcionando una mejor manera de determinar qué diseños harán el trabajo sin dañar nada. A medida que la robótica continúa avanzando, tener una forma sencilla de evaluar y mejorar los agarres suaves solo mejorará las capacidades de estas máquinas y ampliará las formas en que pueden interactuar de manera segura con diferentes materiales.

¿Y quién sabe? Tal vez la próxima vez que veas a un robot recoger algo delicado, te preguntes si utilizaron SoGraB para ayudarles a resolverlo todo.