lunes, 24 junio 2024

El pulpo robot que puede cambiar la industria robótica

Un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard con experiencia en impresión 3D, ingeniería mecánica y microfluídica ha mostrado el primer robot autónomo, sin torsión, con un movimiento totalmente natural. Este pequeño robot impreso en 3D, apodado Octobot, podría allanar el camino para una nueva generación de máquinas con un tacto completamente suave y autónomas.

La robótica suave podría revolucionar la forma en que los seres humanos interactúan con las máquinas. Pero los investigadores han trabajado duro para construir robots enteramente compatibles. La energía eléctrica y los sistemas de control -como las baterías y las placas de los circuitos- son rígidos y hasta ahora los robots de cuerpo blando han sido montados en un sistema off-board o equipados con componentes duros.

Robert Wood y Jennifer A. Lewis los dos profesores del cuerpo docente del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de la Universidad de Harvard.

«Una visión de larga data para el campo de la robótica blanda ha sido crear robots que son completamente blandos, pero la lucha ha sido siempre en la sustitución de componentes rígidos como baterías y controles electrónicos con análogos sistemas blandos y luego poner todo junto», dijo Madera. «Esta investigación demuestra que podemos fabricar fácilmente los componentes clave de un robot de manera muy simple, completamente suave, que sienta las bases para diseños más complejos».

Robot suabe

La investigación se describe en la revista Nature.

«A través de nuestro enfoque de ensamblaje híbrido, hemos sido capaces de imprimir en 3D cada uno de los componentes funcionales necesarios dentro del cuerpo del robot suave, incluyendo el almacenamiento de combustible, la potencia y el accionamiento, de una manera rápida», dijo Lewis. «El Octobot es una simple realización diseñada para demostrar nuestro diseño integrado y estrategia de fabricación de aditivos para incorporar una funcionalidad autónoma».

Los pulpos han sido durante mucho tiempo una fuente de inspiración en la robótica suave. Estas curiosas criaturas pueden realizar hazañas increíbles de fuerza y destreza sin esqueleto interno.

El Octobot de Harvard es neumático, basado y accionado por el gas bajo presión. Una reacción en el interior del bot transforma una pequeña cantidad de combustible líquido (peróxido de hidrógeno) en una gran cantidad de gas, que fluye en los brazos del Octobot y los infla como un globo.

«Las fuentes de combustible para los robots blandos siempre se han basado en algún tipo de componentes rígidos», dijo Michael Wehner, postdoctorado en el laboratorio de Wood y coautor del artículo. «Lo maravilloso del peróxido de hidrógeno es que una simple reacción entre el producto químico y un catalizador, en este caso el platino, nos permite reemplazar las fuentes de energía rígidas«.

Robot

Para controlar la reacción, el equipo utilizó un circuito de lógica microfluídica basado en el trabajo pionero del coautor y químico George Whitesides, Woodford L. y Ann A. Flowers, profesores de la Universidad y miembros del cuerpo docente de Wyss. El circuito, un suave análogo de un simple oscilador electrónico, controla cuando el peróxido de hidrógeno se descompone en gas en el Octobot.

«Todo el sistema es fácil de fabricar, combinando tres métodos de fabricación: litografía blanda, moldeado e impresión 3D; podemos fabricar estos dispositivos rápidamente«, dijo Ryan Truby, estudiante graduado en el laboratorio de Lewis y coautor del artículo .

La simplicidad del proceso de montaje abre el camino para diseños más complejos. A continuación, el equipo de Harvard espera diseñar un Octobot que pueda gatear, nadar e interactuar con su entorno.

«Esta investigación es una prueba de concepto», dijo Truby. «Esperamos que nuestro enfoque para la creación de  soft robots autónomos inspire a roboticistas, científicos de materiales y a los investigadores centrándose en la fabricación avanzada»,

El artículo fue coescrito por Daniel Fitzgerald del Instituto Wyss y Bobak Mosadegh, de la Universidad de Cornell. La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias a través de la Ciencia de Investigación de Materiales y el Centro de Ingeniería en Harvard y por el Instituto Wyss.


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