‘Mole-bot’ optimizado para exploración subterránea y espacial

 

‘Mole-bot’ optimizado para exploración subterránea y espacial
Profesor Hyun Myung, Ph.D. candidato Junseok Lee, investigador Christian Tirtawardhana y Ph.D. Candiate Hyunjun Lim. Crédito: Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea

Mole-bot, un robot biomimético de perforación diseñado por KAIST, cuenta con una robusta escápula, una cintura inclinable en todos los lados y potentes extremidades anteriores. Sobre todo, el poderoso torque de la broca de perforación expansible que imita la capacidad de cincelado de los dientes frontales de un topo resalta la mejor característica del robot de perforación.

Se espera que el Mole-bot se use para la exploración espacial y la minería de recursos subterráneos como el metano de carbón y los Elementos de tierras raras (REE), que requieren tecnologías de perforación altamente avanzadas en entornos complejos.

El equipo de investigación, dirigido por el profesor Hyun Myung de la Escuela de Ingeniería Eléctrica, encontró inspiración para su robot de perforación a partir de dos características llamativas de la rata topo africana y el topo europeo.

«El poder de aplastamiento de los dientes de la rata topo africana es tan poderoso que pueden cavar un hoyo con 48 veces más poder que su peso corporal. Utilizamos esta característica para construir la herramienta principal de excavación. Y su taladro expandible está diseñado para no chocar con sus extremidades anteriores «, dijo el profesor Myung.

El Mole-bot de 25 cm de ancho y 84 cm de largo puede excavar tres veces más rápido con una precisión direccional seis veces mayor que los modelos convencionales. El Mole-bot pesa 26 kg.

Después de excavar, el robot elimina el suelo excavado y los escombros utilizando sus extremidades anteriores. Esta característica muscular incrustada, inspirada en la escápula del lunar europeo, convierte el movimiento lineal en una poderosa fuerza de rotación. Para la perforación direccional, la cintura alargada del robot cambia su dirección 360 ° como los mamíferos vivos.

Crédito: Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea

Para explorar entornos subterráneos, el equipo de investigación desarrolló y aplicó nuevos sistemas de sensores y algoritmos para identificar la posición y orientación del robot utilizando la tecnología de localización y mapeo simultáneo tridimensional (SLAM) basada en gráficos que coincide con la secuencia del campo magnético de la Tierra, que permite 3- D navegación autónoma subterránea.

Según la encuesta de Market & Market, el mercado de perforación direccional en 2016 se estima en 83.3 mil millones de dólares y se espera que crezca a 103 mil millones de dólares en 2021. Es probable que el crecimiento del mercado de perforación, comenzando con la Revolución de Esquisto, se expanda a El desarrollo futuro del espacio y los recursos polares. Como lo inició recientemente Space X, aumentará la atención para la exploración planetaria y también aumentará su mercado de tecnología y equipos relacionados.

‘Mole-bot’ optimizado para exploración subterránea y espacial
Estructura biológica de la rotación humeral y diseño bioinspirado de las extremidades anteriores (eliminación del suelo). Crédito: Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea

El Mole-bot es un gran paso adelante para tecnologías eficientes de exploración y perforación subterránea. A diferencia de los procesos de perforación convencionales que utilizan compuestos de lodo perjudiciales para el medio ambiente para la limpieza de escombros, Mole-bot puede mitigar la destrucción ambiental. Los investigadores dijeron que su sistema ahorra costos y mano de obra y no requiere tuberías adicionales u otro equipo auxiliar.

«Esperamos una exploración de recursos más eficiente con este tipo de robot de perforación. También esperamos que Mole-bot tenga un impacto muy positivo en el mercado de la robótica en términos de su amplio espectro de aplicación y viabilidad económica», dijo el profesor Myung.


Proporcionado por
El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)

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