Plant-Inspired Robot Design Metaphors for Ambient HRI

Autores: Victor Nikhil Antony, Adithya R N, Sarah Derrick, Zhili Gong, Peter M. Donley, Chien-Ming Huang · HRI 2026

Licencias

• Acceso abierto
• Artículo: CC BY 4.0

Todo lo que sigue se basa en el artículo completo bajo su licencia CC BY 4.0; su figura se muestra con crédito a los autores.

En resumen

Un estudio de research-through-design que construye hojas, tallos y macetas robóticos parecidos a plantas, los combina en cuatro prototipos y extrae consideraciones de diseño de talleres con 11 personas.

Por qué importa

El artículo ofrece detalles a nivel de mecanismo sobre formas blandas, lentas y silenciosas accionadas, adecuadas para robots en casa o sobre un escritorio, incluido lo que falló, como servos ruidosos y con temblores. Sus consideraciones de diseño sobre presencia, paleta expresiva, ritmo y forma se aplican a cualquier robot pensado para permanecer en segundo plano.

Problema

La mayor parte del diseño de HRI se basa en modelos humanos y animales, que tienden a producir una interacción manifiesta y que exige atención, sea cual sea el papel del robot. Las plantas ofrecen un modelo diferente, una presencia poco demandante que aun así moldea las rutinas mediante ritmos lentos y gestos sutiles, pero la robótica inspirada en plantas anterior abordaba funciones o materiales aislados en lugar de cómo las metáforas vegetales podrían reconfigurar la HRI en su conjunto.

Solución propuesta

Mediante prototipado iterativo, los autores construyeron cuatro primitivas: una hoja de TPU impresa en 3D que se enrolla y se endereza al tensar un hilo que recorre su nervio central, un tallo de fuelles concéntricos de TPU y PET-G que se dobla mediante piñón y cremallera, macetas giratorias o móviles y flores LED, accionadas por motores paso a paso con drivers TMC. Las combinaron en cuatro prototipos (Snake Plant, Flower Plant, Keeper Plant, Dancing Pot), mostraron un escenario en storyboard para cada uno en tres talleres de 90 minutos con 11 participantes y convirtieron los resultados en consideraciones de diseño.

Ideas clave

• Los servomotores eran demasiado ruidosos y temblorosos para la expresión ambiental; los motores paso a paso con drivers TMC y micropasos dieron un movimiento casi silencioso y de resolución fina.
• Los gestos de las plantas están abiertos a la interpretación: el pulso de la Keeper Plant se leyó como un recordatorio amable para algunos participantes y como algo inexplicable para otros.
• Los gestos sutiles pueden pasar desapercibidos: el lento despliegue de la Keeper Plant era fácil de pasar por alto salvo que se viera de cerca, un problema para los recordatorios de medicación, mientras que el aleteo de la Snake Plant y el balanceo del Dancing Pot fueron bien recibidos.
• Mezclar gestos vegetales con señales de tipo humano ayudó: las hojas pulsantes de la Snake Plant se interpretaron como un 'aplauso' de celebración que los participantes disfrutaron.
• Los participantes valoraron la no reactividad: uno dijo que sería más fácil hablar con un robot con forma de planta que con un robot con cara, porque no le fruncería el ceño.

Resultados principales

• Cuatro prototipos construidos a partir de las primitivas: Snake Plant (tres hojas accionadas sobre una maceta giratoria e inclinada), Flower Plant (tallo accionado, flor y hojas pasivas sobre una maceta giratoria), Keeper Plant (cuatro hojas accionadas y cuatro pasivas alrededor de una cavidad, con un sensor de luz) y Dancing Pot (maceta móvil con una corona de hojas de dos niveles).
• Tres talleres de 90 minutos con 11 participantes de 19–82 años (M = 39,7, SD = 24,8), uno de ellos formado íntegramente por personas mayores, produjeron un portafolio anotado para cada prototipo.
• Los participantes fueron críticos con que la Flower Plant dirigiera la conversación (señalar los aperitivos les pareció 'incómodo' e 'insistente') y desplazaron la mediación social hacia las aulas, las plantas del estado de ánimo familiar y las plantas 'gemelas' emparejadas para relaciones a distancia.
• Los participantes ampliaron el aviso de postura de la Snake Plant a señales de bienestar más amplias y propusieron una cámara de videollamada con forma de flor que se cierra por privacidad, una lámpara que se atenúa para las rutinas de sueño y jardines de plantas para el seguimiento de hábitos.
• Las ideas de los talleres llevaron a los autores a construir después dos prototipos no literales más: una lámpara inspirada en plantas y un marcapáginas robótico.
• Los hallazgos se organizaron en consideraciones de diseño en cuatro ejes: Presencia, Paleta, Ritmos y Forma.

Limitaciones

• Los prototipos son sondas especulativas, no sistemas plenamente funcionales, y la primitiva de la flor solo se exploró de forma limitada.
• El ruido de accionamiento, el par, la granularidad del movimiento, la gestión del calor y la alimentación limitaron la forma y los gestos, y la fabricación multimaterial dificultó alcanzar calidad estética.
• Las plantas robóticas tienen una gran huella ecológica y podrían desplazar a las plantas reales, algo que los autores plantean como una dirección para trabajo futuro.
• Los prototipos solo usaron una percepción de baja fidelidad, como la luz y el tacto, mientras que muchos de los usos imaginados necesitan una conciencia más rica del contexto.
• Once participantes en los talleres, y la fase de diseño de microinteracciones se omitió en el Workshop #3 por falta de tiempo.

Impacto en el campo

Mención de honor en el HRI 2026 Best Paper Award (categoría Design, artículos completos), con 1 cita. Los autores publican los prototipos de plantas robóticas como código abierto mediante un enlace a los materiales indicado en el artículo.

Resumen

Las plantas ofrecen un modelo paradójico para la interacción: son presencias ambientales y poco demandantes que, sin embargo, moldean la atmósfera, las rutinas y las relaciones mediante ritmos temporales y expresiones sutiles. En cambio, la mayor parte de la interacción humano–robot (HRI) se ha basado en paradigmas antropomórficos y zoomórficos, que producen formas de interacción manifiestas y muy demandantes. Usando una metodología de Research through Design (RtD), exploramos las plantas como inspiración metafórica para la HRI; realizamos ciclos iterativos de ideación, prototipado y reflexión para investigar qué primitivas de diseño surgen de las metáforas y morfologías vegetales y cómo pueden combinarse estas primitivas en formas robóticas expresivas. Presentamos un conjunto de prototipos especulativos y de código abierto que ayudan a explorar la presencia, la temporalidad, la forma y los gestos inspirados en las plantas. Profundizamos en lo aprendido en el diseño y el prototipado mediante talleres centrados en los prototipos que exploraron las percepciones y los imaginarios de las personas sobre los robots inspirados en plantas. Este trabajo aporta: (1) un conjunto de artefactos robóticos inspirados en plantas; (2) ideas de diseño sobre cómo perciben las personas los robots inspirados en plantas; y (3) consideraciones de diseño para orientar cómo usar las metáforas vegetales para reconfigurar la HRI.

Enlaces

• arXiv 2601.22387: https://arxiv.org/abs/2601.22387
• DOI 10.1145/3757279.3785645: https://doi.org/10.1145/3757279.3785645
• PDF: https://arxiv.org/pdf/2601.22387v1
• Código: https://tinyurl.com/3k82nww3