SQuad: un robot en miniatura que puede caminar y trepar obstáculos

 

SQuad: un robot en miniatura que puede caminar y trepar obstáculos
SQuad, el robot en miniatura desarrollado por los investigadores. Crédito: Kalin et al.

Investigadores de la Universidad Bilkent en Turquía han creado recientemente un pequeño robot cuadrúpedo llamado SQuad, que está hecho de materiales estructurales blandos. Este robot único, presentado en un artículo publicado en IEEE Robotics and Automation Letters, es más flexible que los robots en miniatura existentes y, por lo tanto, es mejor para escalar o sortear obstáculos en su entorno.

«Hemos estado trabajando en robots en miniatura durante casi una década», dijo a TechXplore Onur Ozcan, uno de los investigadores que realizó el estudio. «Aunque los robots en miniatura tienen muchas ventajas, como ser baratos, ya que requieren menos materiales y la capacidad de acceder a espacios confinados, uno de sus principales inconvenientes es su falta de capacidades de locomoción, especialmente en terrenos irregulares».

Los pequeños robots tienden a atascarse fácilmente mientras se mueven en el entorno, ya que su altura no les permite subir o evitar obstáculos. Ozcan y sus colegas trataron de superar esta limitación mediante la implementación de un principio conocido como «cumplimiento del cuerpo».

«Pensamos que al suavizar nuestros robots en miniatura, podrían explotar el cumplimiento de su cuerpo para superar obstáculos, al igual que la mayoría de los sistemas biológicos como los insectos o los ratones», dijo Ozcan.

SQuad, el robot del tamaño de una palma y cuatro patas desarrollado por los investigadores, está hecho principalmente de materiales blandos, como el polidimetilsiloxano (PDMS). El robot también tiene patas suaves en forma de C con motores de CC integrados, que permiten su rotación.

SQuad: un robot en miniatura que puede caminar y trepar obstáculos
SQuad trepando un objeto. Crédito: Kalin et al.

«La mayoría de los robots blandos se construyen con actuadores neumáticos», dijo Ozcan. «Estos actuadores funcionan e integran muy bien con materiales blandos, pero necesitan una fuente de aire comprimido, lo que a menudo hace que los robots sean voluminosos y, a veces, no permite la locomoción sin ataduras. Queríamos diseñar un robot que reúna lo mejor de los dos mundos; utilizando materiales blandos para hacer un robot compatible, pero también con actuadores regulares, como motores de CC, que permiten fácilmente la miniaturización y la locomoción sin ataduras «.

Los investigadores evaluaron su robot en una serie de experimentos, comparando su rendimiento de locomoción con el de un robot idéntico hecho de un material rígido. SQuad superó al otro robot por un margen significativo, escalando obstáculos con mucha más eficacia.


Sorprendentemente, el robot desarrollado por Ozcan y sus colegas pudo superar obstáculos que eran 1,44 veces más altos que la altura de su cuerpo. El robot rígido con el que lo compararon, por otro lado, solo podía escalar con éxito obstáculos que eran 0.88 veces la altura de su cuerpo.

«La diferencia que observamos en la altura de obstáculo escalable surge del cumplimiento del cuerpo de SQuad», dijo Ozcan. «Creemos que con tal mejora podemos usar este robot para fines de inspección (con una pequeña cámara agregada a bordo), o para encontrar sobrevivientes debajo de un edificio derrumbado (nuevamente quizás integrando una cámara y un micrófono para detectar sobrevivientes)».

Crédito: Kalin et al.

En el futuro, el robot desarrollado por Ozcan y sus colegas podría completar una variedad de misiones simples en tierra. Su alta flexibilidad, el cumplimiento del cuerpo y la capacidad mejorada para escalar obstáculos también podrían permitirle gatear a través de pequeñas aberturas y moverse en terrenos no estructurados o irregulares, por ejemplo, en un sitio donde se derrumbó un edificio.

Los investigadores ahora están planeando varios estudios adicionales destinados a mejorar el rendimiento de su robot y las capacidades de locomoción. En primer lugar, planean investigar técnicas que puedan mejorar la marcha y los movimientos de SQuad. También planean desarrollar y sintetizar nuevos polímeros con propiedades favorables que podrían usarse para construir robots en miniatura. Estos nuevos materiales podrían mejorar las habilidades de locomoción de su robot o podrían usarse para crear sensores blandos que se integrarán directamente en el cuerpo de su robot.

«Estamos constantemente actualizando nuestro diseño», dijo Ozcan. «Estamos agregando un mecanismo de contracción del cuerpo para hacer que nuestro robot atraviese aberturas que son más pequeñas que su sección transversal. Se contraerá brevemente y pasará a través de pequeñas aberturas, de manera que se asemeje al comportamiento de los ratones. También estamos trabajando en el robot modelo dinámico para comprender mejor la locomoción de los robots en miniatura y blandos «.

Leave a Comment!