Investigación sobre la mano robótica del futuro

Investigadores del Roboticslab de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) participan en el proyecto internacional de investigación HANDLE con el objetivo de conseguir que una mano robótica reproduzca las habilidades y movimientos de una mano humana para la manipulación óptima de objetos.

HANDLE es un “Proyecto Integrado” de gran escala del Séptimo Programa Marco de la Unión Europea que cuenta con participación española y busca comprender cómo realizan los humanos la manipulación de objetos con el fin de reproducir el agarre y las habilidades de movimientos con una mano artificial antropomórfica articulada, para que pueda ser más autónoma y tener movimientos naturales y eficaces. "Además de los avances tecnológicos perseguidos, se trabaja con aspectos fundamentales de la investigación multidisciplinar con el fin de dotar al sistema de mano robótica con capacidad de percepción avanzada, control de alto nivel de información y elementos de inteligencia que permitan el reconocimiento de objetos y el contexto de las acciones", explica el investigador principal del equipo de la UC3M que trabaja en este proyecto, Mohamed Abderrahim, del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la universidad madrileña. Su equipo ya ha conseguido resultados muy buenos, opina, en lo que se refiere al sistema de percepción visual, la cinemática y la dinámica, de manera que se puede reconocer un objeto en el entorno y pasar la información al sistema de planificación y movimiento de la mano robótica.

La mano robótica con la que trabajan estos investigadores se compone en su mayoría por numerosas piezas de aluminio y plástico mecanizado de alta precisión, además de sistemas de sensorización y actuación. En total, dispone de 20 actuadores y puede realizar 24 movimientos, los mismos que la mano humana. Su tamaño también es igual que la extremidad media de un varón adulto y tiene un peso de aproximadamente 4 kg. Según el socio fabricante de la mano del proyecto, el coste aproximado de la versión en desarrollo que posee en sus instalaciones la UC3M asciende a unos 115.000 euros.

(Foto: UC3M)

A la hora de intentar recrear los movimientos de la mano humana con un sistema robótico hay que resolver varios problemas complejos. En primer lugar, la falta de espacio, dado que "una mano humana es increíblemente completa, por lo que siempre supone un reto tratar de poner todas la piezas necesarias en la mano robótica e integrar todos los actuadores que permitan una movilidad similar a la mano humana", comenta el profesor Mohamed Abderrahim. En segundo lugar, otro problema es que actualmente no existen sensores en el mercado lo suficientemente pequeños como para ser integrados en el dispositivo para dotarle de una sensorización similar a la mano humana y poder ejecutar movimientos precisos. Y por último, aunque los investigadores consigan una mano robótica perfecta desde el punto de vista mecánico y sensorial, sin elementos de inteligencia el ingenio no será capaz de actuar de forma autónoma y adaptar sus movimientos y control a las características de los objetos, como la geometría, textura, peso y utilidad. "No es lo mismo agarrar un destornillador para pasárselo a alguien para almacenarlo o para usarlo, porque para este último caso hay que reorientarlo dentro de la mano hasta alcanzar la configuración de uso. Esto tiene que decidirlo la parte de inteligencia de la mano robótica", dicen los investigadores. Una mano robótica que es capaz de hacer esta tarea aparentemente sencilla de forma autónoma - afirman -  sólo existe en películas de ficción. "Mi estimación personal es que se necesitarán unos 15 años investigando en estos temas para alcanzar una mano robótica capaz de realizar ciertas tareas complejas con un nivel de precisión, autonomía y destreza similares a la mano humana", prevé el profesor Abderrahim.

La investigación realizada por los socios del proyecto HANDLE ha arrojado resultados muy interesantes a nivel de percepción visual, planificación de movimientos, nuevos sensores, aprendizaje de habilidades motoras utilizando técnicas de inteligencia artificial, etc. Sin embargo, todavía tienen retos importantes a la hora de integrar los resultados de todos los socios en un sistema único, que será el resultado de los dos próximos años.

HANDLE (Developmental pathway towards autonomy and dexterity in robot in-hand manipulation; vías de desarrollo hacia la autonomía y la destreza de robots en la manipulación in-mano) es un “Proyecto Integrado” de gran escala financiado por la Unión Europea dentro del Séptimo Programa Marco en el cual colaboran nueve instituciones europeas, coordinadas por la Universidad Pierre y Marie Curie de Paris (Francia). (Fuente: UC3M)

Descubren la correlación entre un gen humano y la antesala al Mal de Alzheimer.

Se ha descubierto una correlación significativa entre un gen humano y el riesgo de que una persona sufra un deterioro cognitivo leve, a menudo un precursor del Mal de Alzheimer y de formas relacionadas de demencia.

El hallazgo podría ayudar a los médicos a recomendar medidas preventivas simples pero eficaces a los pacientes en riesgo, incluyendo una dieta saludable, ejercicio físico y actividad intelectual intensa, hábitos todos ellos que juntos podrían ayudar a prevenir los síntomas crónicos asociados con la enfermedad.

La investigación la ha realizado el equipo de Charles Brainerd, profesor de Desarrollo Humano en la Universidad de Cornell, Valerie Reyna, profesora de la misma especialidad en esa universidad, y los doctores Ronald C. Petersen y Glenn E. Smith de la Clínica Mayo en Rochester, Minnesota.

Las aplicaciones clínicas de poder relacionar este indicador genético con el deterioro cognitivo leve son de gran alcance, pues ahora podrá añadirse la evaluación genética a los tests neuropsicológicos, que son actualmente la única manera de identificar de modo razonablemente fiable el deterioro cognitivo leve.

En el nuevo estudio, los investigadores identificaron el vínculo entre cierto alelo del genotipo APOE y el riesgo de deterioro cognitivo leve, gracias a que analizaron un gran conjunto de datos de población, que refleja de manera lo bastante representativa la situación real de personas mayores de todas las regiones y grupos étnicos en Estados Unidos.

Pérdida de conexiones entre neuronas como consecuencia de la enfermedad de Alzheimer. (Imagen: Cortesía del U.S. National Institute on Aging / National Institutes of Health)

Clasificar los subtipos de deterioro cognitivo leve fue también decisivo para el éxito del estudio. De los subtipos de deterioro cognitivo leve identificados adecuadamente, sólo uno es una condición previa para sufrir el Mal de Alzheimer.