Este nuevo robot puede replicar la naturaleza mediante el uso de un paquete de fibras



Los pulpos pueden moverse en varias direcciones con alta precisión a través de sus tentáculos. Además, las orugas pueden viajar enroscándose y alejándose de los depredadores mediante movimientos de gusanos de pulgada. Como resultado, estos organismos pueden prosperar en su hábitat natural y no estructurado. Pero, por otro lado, crear robots con ese nivel de fluidez ha sido difícil.

Sin embargo, un equipo de investigadores ha producido robots blandos que son lo suficientemente ágiles como para manejar un cubo de Rubik utilizando un bloqueo por tracción (interacción inducida por vacío a través de un haz de fibras diminutas). La investigación se publica en Science Advances, dirigida por Rebecca Kramer-Bottiglio, profesora asociada John J. Lee de Ingeniería Mecánica y Ciencia de Materiales.

Los actuadores, dispositivos que convierten la energía en trabajo mecánico, se combinan con fibras que se vuelven rígidas instantáneamente. “A diferencia de los sistemas robóticos que emplean múltiples actuadores, que activan un subconjunto de esos actuadores en función de la configuración y el comportamiento del cuerpo deseado, hemos desarrollado un enfoque invertido en el que un solo actuador puede alcanzar muchas trayectorias modelando y controlando las propiedades del material en la superficie del actuador ”, Dijo Kramer-Bottiglio.

Cuando se expanden, la mayoría de los actuadores neumáticos suaves tienen patrones predefinidos que hacen que los actuadores solo se muevan en una dirección preprogramada. “Pero con el bloqueo de la fibra, podemos colocar estas fibras de ajuste de rigidez alrededor del actuador para que pueda cambiar qué parte es rígida”, dijo Bilige Yang, autor principal del estudio. Cuando las fibras se empaquetan con fuerza de vacío, proporcionan una mayor rigidez en varios lados robóticos.

“Al cambiar selectivamente la rigidez alrededor de un actuador cilíndrico, es capaz de moverse básicamente en cualquier dirección que desee, lo que simula lo que un sistema biológico es capaz de hacer”, dijo Yang. “Eso nos pone un paso hacia la imitación de lo que la naturaleza puede hacer”.

La fuerza central de los dispositivos de agarre robóticos típicos es mínima. Sin embargo, la tecnología de fibra extensible les da a los roboticistas un amplio control para un hábil mecanismo de agarre similar a una mano humana. Cada uno de los dedos robóticos del dispositivo tiene su propio conjunto de fibras, lo que le permite realizar una variedad de movimientos. Los dedos robóticos mostraron tres modos de agarre diferentes: un movimiento de torsión, un “agarre de pellizco” para recoger cosas relativamente pequeñas y un movimiento de “gancho hacia afuera” para agarrar el interior de objetos cóncavos. Por ejemplo, la pinza tomó un cubo de Rubik, levantó un plato y giró la parte superior de un frasco usando los tres modos de agarre por separado.

Los modos de rigidez pueden cambiar en menos de un segundo. Con esta naturaleza ágil, el próximo objetivo de los investigadores es emplear esta tecnología para construir láminas que cambian de forma y modificar dinámicamente las curvaturas de la superficie del robot.

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