Inspirado por los guepardos, los investigadores construyen robots blandos más rápidos hasta el momento

 

Inspirado por los guepardos, los investigadores construyen robots blandos más rápidos hasta el momento
Inspirados en la biomecánica de los guepardos, los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de robot blando que es capaz de moverse más rápidamente en superficies sólidas o en el agua que las generaciones anteriores de robots blandos. Crédito: Jie Yin, Universidad Estatal de Carolina del Norte.

Inspirados en la biomecánica de los guepardos, los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de robot blando que es capaz de moverse más rápidamente en superficies sólidas o en el agua que las generaciones anteriores de robots blandos. La nueva robótica suave también es capaz de agarrar objetos con delicadeza o con la fuerza suficiente para levantar objetos pesados.

«Los guepardos son las criaturas más rápidas en tierra, y obtienen su velocidad y poder de la flexión de sus espinas», dice Jie Yin, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autor correspondiente de un artículo sobre el nuevo Robots blandos.

«El guepardo nos inspiró para crear un tipo de robot blando que tiene una columna vertebral ‘biestable’ accionada por resorte, lo que significa que el robot tiene dos estados estables», dice Yin. «Podemos cambiar rápidamente entre estos estados estables bombeando aire a los canales que recubren el suave robot de silicona. Cambiar entre los dos estados libera una cantidad significativa de energía, lo que permite que el robot ejerza rápidamente una fuerza contra el suelo. Esto le permite al robot galopa por la superficie, lo que significa que sus pies abandonan el suelo.

«Los robots blandos anteriores eran rastreadores, que permanecían en contacto con el suelo en todo momento. Esto limita su velocidad».

Los robots blandos más rápidos hasta ahora podían moverse a velocidades de hasta 0.8 longitudes de cuerpo por segundo en superficies planas y sólidas. La nueva clase de robots blandos, llamados «Aprovechando inestabilidades elásticas para un rendimiento amplificado» (LEAP), pueden alcanzar velocidades de hasta 2.7 longitudes de cuerpo por segundo, más de tres veces más rápido, a una frecuencia de actuación baja de aproximadamente 3Hz . Estos nuevos robots también son capaces de correr pendientes pronunciadas, lo que puede ser desafiante o imposible para los robots blandos que ejercen menos fuerza contra el suelo.

Inspirados en la biomecánica de los guepardos, los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de robots blandos que es capaz de moverse más rápidamente que las generaciones anteriores de robots blandos en superficies sólidas o en el agua. Crédito: Jie Yin, Universidad Estatal de Carolina del Norte.

Estos robots LEAP «galopantes» miden aproximadamente 7 centímetros de largo y pesan alrededor de 45 gramos.

Los investigadores también demostraron que el diseño LEAP podría mejorar la velocidad de natación de los robots blandos. Al colocar una aleta, en lugar de pies, un robot LEAP pudo nadar a una velocidad de 0,78 longitudes de cuerpo por segundo, en comparación con 0,7 longitudes de cuerpo por segundo para el robot blando de natación más rápido anterior.

«También demostramos el uso de varios robots blandos que trabajan juntos, como pinzas, para agarrar objetos», dice Yin. «Al ajustar la fuerza ejercida por los robots, pudimos levantar objetos tan delicados como un huevo, así como objetos que pesan 10 kilogramos o más».

Los investigadores señalan que este trabajo sirve como prueba de concepto y son optimistas de que pueden modificar el diseño para hacer robots LEAP que sean aún más rápidos y potentes.

«Las aplicaciones potenciales incluyen tecnologías de búsqueda y rescate, donde la velocidad es esencial, y la robótica de fabricación industrial», dice Yin. «Por ejemplo, imagine la robótica de la línea de producción que es más rápida pero capaz de manejar objetos frágiles.

«Estamos abiertos a colaborar con el sector privado para ajustar las formas en que pueden incorporar esta tecnología en sus operaciones».

El documento, «Aprovechando las inestabilidades elásticas para el rendimiento amplificado (LEAP): robots blandos de alta velocidad y alta fuerza inspirados en la columna vertebral», se publicará el 8 de mayo en la revista Avances científicos.

 


Más información:
Aprovechando las inestabilidades elásticas para el rendimiento amplificado (LEAP): robots blandos de alta velocidad y alta fuerza inspirados en la columna vertebral, Avances científicos (2020).

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