Análisis del sector: Robots humanoides – Manos diestras: El diseño mejorado de Tesla y el papel fundamental de la detección.

Una mano diestra debe ofrecer una gran capacidad de carga, percepción táctil, alta precisión en el control de movimiento y movilidad con múltiples grados de libertad para realizar operaciones diversas y complejas. Por ello, la mano diestra representa una tecnología de alto nivel y un elemento central en el diseño de robots humanoides.

Tesla ha mejorado su robot humanoide Optimus con una mano diestra de 22 grados de libertad (DOF), casi duplicando los 11 DOF de la generación anterior. Este importante avance permite movimientos y manipulaciones más precisos.

Según la solicitud de patente de 2024, la mano protésica Gen-3 de Tesla probablemente adopte una arquitectura accionada por tendones con reductores planetarios, husillos de bolas y cables. Los motores y los husillos están integrados en el antebrazo. La rotación del motor se convierte en movimiento lineal mediante el husillo, que a su vez tira del tendón conectado a los huesos de los dedos. Para compensar la deformación del tendón causada por el movimiento de la muñeca, se enrollan resortes rígidos alrededor de los tendones, de forma similar al mecanismo de los cables de freno de las bicicletas.

Unitree Robotics es uno de los principales desarrolladores de robots humanoides de China. Sus robots demuestran una gran capacidad de control de movimiento y equilibrio, aunque su diestra mano aún está por detrás del Optimus de Tesla en términos de precisión y diseño.

Recientemente, Unitree lanzó un proyecto interno de I+D para el desarrollo de manos robóticas diestras y ha estado contratando activamente ingenieros de algoritmos de IA, ingenieros mecánicos y expertos en mecatrónica integral. Esto pone de manifiesto su enfoque estratégico en la mejora de la funcionalidad de las manos robóticas como una ventaja competitiva clave.

La integración de sensores desempeña un papel fundamental para la manipulación robótica diestra. Según Ziwei Xia et al., los sensores para manos diestras se clasifican en internos y externos. El procesamiento sensorial opera en tres niveles: planificación, control y aprendizaje.

Los sensores internos monitorizan la posición, las fuerzas y los pares de las articulaciones, proporcionando información en tiempo real para reducir errores y mejorar la precisión del movimiento. Son esenciales para una actuación precisa en entornos dinámicos.

Los sensores externos incluyen sensores de proximidad, táctiles y multimodales. Los sensores de proximidad ayudan a estimar la distancia entre la mano y el objeto objetivo durante la fase de aproximación, mientras que los sensores táctiles proporcionan información física sobre las fuerzas de contacto y las propiedades del objeto al tocarlo.

Los primeros sensores táctiles se centraban principalmente en la medición de fuerza y ​​presión. Estos suelen estar integrados en las yemas de los dedos y utilizan efectos piezoeléctricos para detectar fuerzas multidimensionales. Sin embargo, a menudo carecen de resolución espacial y tienen dificultades para detectar la ubicación del contacto.

Para superar este problema, los sensores táctiles de matriz múltiple se han vuelto cada vez más comunes. Sin embargo, la mayoría de ellos son monomodales: pueden detectar la presión, pero no la temperatura, la textura u otros factores ambientales.

Aquí es donde entra en juego la piel electrónica. Los sensores multimodales, capaces de capturar una gama más amplia de datos, permiten a los robots detectar fuerza, temperatura, textura y mucho más, imitando la piel humana. Como resultado, se espera que la piel electrónica acelere la implementación en el mundo real de sistemas robóticos diestros en diversos sectores.