Los avances en la robótica suave algún día podrían permitir que los robots trabajen junto a los humanos, ayudándoles a levantar objetos pesados o llevándolos fuera de peligro. Como un paso hacia ese futuro, los investigadores de la Universidad de Stanford han desarrollado un nuevo tipo de robot blando que, tomando prestadas característicasde la robótica tradicional, es seguro mientras conserva la capacidad de moverse y cambiar de forma.
"Una limitación importante de la mayoría de los robots blandos es que tienen que estar conectados a un compresor de aire voluminoso o enchufados a una pared, lo que les impide moverse", dijo Nathan Usevitch, un estudiante graduado en ingeniería mecánica en Stanford. ", nos preguntamos: ¿Qué pasa si mantenemos la misma cantidad de aire dentro del robot todo el tiempo? "
Desde ese punto de partida, los investigadores terminaron con un robot blando a escala humana que puede cambiar su forma, permitiéndole agarrar y manejar objetos y rodar en direcciones controlables. Su invención se describe en un artículo publicado el 18 de marzo Ciencia Robótica .
"La descripción informal de este robot que le doy a la gente es Baymax de la película Big Hero 6 mezclada con Transformers. En otras palabras, un robot suave y seguro para humanos mezclado con robots que pueden cambiar dramáticamente su forma", dijo Usevitch.
Una combinación de muchos robots
La versión más simple de este robot blando es un tubo inflado que atraviesa tres máquinas pequeñas que lo pellizcan en forma de triángulo. Una máquina mantiene unidos los dos extremos del tubo; los otros dos conducen a lo largo del tubo, cambiando la forma generaldel robot moviendo sus esquinas. Los investigadores lo llaman un "robot isoperimétrico" porque, aunque la forma cambia dramáticamente, la longitud total de los bordes - y la cantidad de aire adentro - permanece igual.
El robot isoperimétrico es un descendiente de tres tipos de robots: robots blandos, robots de armadura y robots colectivos. Los robots blandos son ligeros y compatibles, los robots de armadura tienen formas geométricas que pueden cambiar de forma y los robots colectivos son pequeños robots que trabajan juntos, haciendoparticularmente fuertes ante fallas de una sola parte.
"Básicamente estamos manipulando una estructura blanda con motores tradicionales", dijo Sean Follmer, profesor asistente de ingeniería mecánica y coautor del artículo. "Es una clase de robots realmente interesante que combina muchos de los beneficiosde robots blandos con todo el conocimiento que tenemos sobre robots más clásicos ".
Para hacer una versión más compleja del robot, los investigadores simplemente unen varios triángulos. Al coordinar los movimientos de los diferentes motores, pueden hacer que el robot realice diferentes comportamientos, como levantar una pelota al envolverla en treslados o alterando el centro de masa del robot para hacerlo rodar.
"Una comprensión clave que desarrollamos fue que para crear movimiento con un robot neumático grande y blando, no es necesario bombear aire hacia adentro y hacia afuera", dijo Elliot Hawkes, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Universidad de California,Santa Bárbara y coautora principal del artículo: "Puede usar el aire que ya tiene y simplemente moverlo con estos motores simples; este método es más eficiente y permite que nuestro robot se mueva mucho más rápido".
Del espacio exterior a tu sala de estar
El campo de la robótica blanda es relativamente joven, lo que significa que las personas todavía están descubriendo las mejores aplicaciones para estas nuevas creaciones. Su suavidad segura pero resistente puede hacerlas útiles en hogares y lugares de trabajo, donde los robots tradicionales pueden causar lesiones. Squishylos robots también son atractivos como herramientas para la respuesta ante desastres.
Otras posibilidades emocionantes para el robot isoperimétrico podrían estar fuera del planeta. "Este robot podría ser realmente útil para la exploración espacial, especialmente porque puede transportarse en un pequeño paquete y luego funciona sin ataduras después de que se infla", dijo Zachary Hammond,estudiante de posgrado en ingeniería mecánica en Stanford y coautor del artículo, con Usevitch. "En otro planeta, podría usar su capacidad de cambiar de forma para atravesar entornos complicados, exprimirse a través de espacios reducidos y extenderse sobre obstáculos".
Por ahora, los investigadores están experimentando con diferentes formas para su robot flexible y están considerando dejarlo caer en el agua para ver si puede nadar. También están explorando aún más nuevos tipos de robots blandos, cada uno con sus propias características y beneficios.
"Esta investigación destaca el poder de pensar sobre cómo diseñar y construir robots de nuevas maneras", dijo Allison Okamura, profesora de ingeniería mecánica y coautora del artículo. "La creatividad del diseño de robots se está expandiendo con este tipo desistema y eso es algo que realmente nos gustaría alentar en el campo de la robótica "
Mac Schwager, profesor asistente de aeronáutica y astronáutica en Stanford, también es coautor. Follmer y Okamura son miembros de Stanford Bio-X. Okamura también es miembro del Instituto de Neurociencias Wu Tsai.
Esta investigación fue financiada por la National Science Foundation y la Defense Advanced Research Projects Agency.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Stanford . Original escrito por Taylor Kubota. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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