El robot inspirado en las cucarachas de próxima generación es pequeño pero poderoso

 

El robot inspirado en las cucarachas de próxima generación es pequeño pero poderoso
El nuevo diseño HAMR-Jr junto con su predecesor, HAMR-VI. HAMR-Jr es solo un poco más grande en longitud y ancho que un centavo, lo que lo convierte en uno de los robots más pequeños pero altamente capaces y de alta velocidad. Crédito: Kaushik Jayaram / Harvard SEAS

Este pequeño robot aún no puede subir por la tromba, pero puede correr, saltar, transportar cargas pesadas y ganar un centavo. Apodado HAMR-JR, este microrobot desarrollado por investigadores de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) y el Harvard Wyss Institute for Biological Inspired Engineering, es una versión a media escala del Harvard Ambulatory Microrobot inspirado en las cucarachas o HAMR.

Aproximadamente del tamaño de un centavo, HAMR-JR puede realizar casi todas las hazañas de su predecesor a gran escala, convirtiéndolo en uno de los microrobots más diestros hasta la fecha.

«La mayoría de los robots a esta escala son bastante simples y solo demuestran movilidad básica», dijo Kaushik Jayaram, un ex becario postdoctoral en SEAS y Wyss y primer autor del artículo. «Hemos demostrado que no tiene que comprometer la destreza ni controlar el tamaño».

Jayaram es actualmente profesor asistente en la Universidad de Colorado, Boulder.

La investigación se presentó virtualmente en la Conferencia Internacional sobre Robótica y Automatización (ICRA 2020) esta semana.

Una de las grandes preguntas de esta investigación fue si el proceso de fabricación emergente utilizado para construir versiones anteriores de HAMR y otros microbots, incluido el RoboBee, podría usarse para construir robots a múltiples escalas, desde pequeños robots quirúrgicos hasta grandes a escala industrial.

PC-MEMS (abreviatura de sistemas microelectromecánicos de circuito impreso) es un proceso de fabricación en el que los componentes del robot se graban en una hoja 2-D y luego salen en su estructura 3-D. Para construir HAMR-JR, los investigadores simplemente redujeron el diseño de la hoja en 2D del robot, junto con los actuadores y los circuitos integrados, para recrear un robot más pequeño con las mismas funcionalidades.

El robot inspirado en las cucarachas de próxima generación es pequeño pero poderoso
HAMR Jr. puede correr alrededor de 14 longitudes de cuerpo por segundo, lo que lo convierte no solo en uno de los microrobots más pequeños sino también en uno de los más rápidos. Crédito: Kaushik Jayaram / Harvard SEAS

«La parte maravillosa de este ejercicio es que no tuvimos que cambiar nada sobre el diseño anterior», dijo Jayaram. «Probamos que este proceso se puede aplicar básicamente a cualquier dispositivo en una variedad de tamaños».

HAMR-JR tiene una longitud corporal de 2,25 centímetros y pesa alrededor de 0,3 gramos, una fracción del peso de un centavo real. Puede correr alrededor de 14 longitudes de cuerpo por segundo, lo que lo convierte no solo en uno de los microrobots más pequeños sino también en uno de los más rápidos.

La reducción gradual cambia algunos de los principios que gobiernan cosas como la longitud de la zancada y la rigidez de las articulaciones, por lo que los investigadores también desarrollaron un modelo que puede predecir métricas de locomoción como velocidades de carrera, fuerzas del pie y carga útil en función del tamaño del objetivo. El modelo se puede utilizar para diseñar un sistema con las especificaciones requeridas.

El robot inspirado en las cucarachas de próxima generación es pequeño pero poderoso
El nuevo diseño HAMR-Jr junto con su predecesor, HAMR-VI. HAMR-Jr es solo un poco más grande en longitud y ancho que un centavo, lo que lo convierte en uno de los robots más pequeños pero altamente capaces y de alta velocidad. Crédito: Kaushik Jayaram / Harvard SEAS

«Este nuevo robot demuestra que tenemos una buena comprensión de los aspectos teóricos y prácticos de la reducción a escala de robots complejos utilizando nuestro enfoque de ensamblaje basado en plegado», dijo el coautor Robert Wood, profesor de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Charles River en SEAS y Core Miembro de la facultad del Wyss.


Más información:
Reduciendo una microrobot del tamaño de un insecto, HAMR-VI a HAMR-Jr, arXiv

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