Al interactuar con los humanos, los robots deben ser ante todo seguros. Si un robot doméstico, por ejemplo, se encuentra con un humano, no debe continuar sus movimientos independientemente, sino que debe ceder ante cualquier duda. Investigadores del Instituto Max Planckpara Intelligent Systems en Stuttgart ahora presentan un sistema de movimiento, un llamado actuador elástico, que cumple y puede integrarse en robots gracias a su diseño que ahorra espacio. El actuador funciona con membranas hiperelásticas que rodean las cámaras llenas de aireEl volumen de las cámaras se puede controlar mediante un campo eléctrico en la membrana. Hasta la fecha, los actuadores elásticos que ejercen una fuerza al estirar las cámaras llenas de aire siempre han requerido la conexión a bombas y compresores para funcionar. Un actuador suave comoel desarrollado por el equipo con sede en Stuttgart significa que tales cargas voluminosas o ataduras ahora pueden ser superfluas.
Muchos robots se han vuelto indispensables, y se acepta que pueden ser peligrosos para los humanos en su espacio de trabajo. En la industria automotriz, por ejemplo, ensamblan automóviles con velocidad y confiabilidad, pero están bien protegidos del contacto directo con los humanos.los robots realizan sus movimientos de manera precisa e implacable, y cualquier persona que se interponga en el camino podría lesionarse gravemente. Los robots con actuadores suaves que no pueden dañar a los humanos, por otro lado, están atados por mangueras neumáticas y su radio de movimiento está restringido.puede estar a punto de cambiar. "Hemos desarrollado un actuador que hace posible grandes cambios de forma sin un suministro externo de aire comprimido", dice Metin Sitti, Director del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes.
El nuevo dispositivo consiste en un actuador de elastómero dieléctrico DEA: una membrana hecha de material hiperelástico como un globo de látex, con electrodos flexibles o 'compatibles' unidos a cada lado. El estiramiento de la membrana se regula por medio deun campo eléctrico entre los electrodos, ya que los electrodos se atraen entre sí y exprimen la membrana cuando se aplica voltaje. Al unir múltiples membranas, el lugar de la deformación se puede cambiar de forma controlable en el sistema.
El aire se desplaza entre dos cámaras
Los investigadores reciben ayuda en esto por el hecho de que su material de membrana conoce dos estados estables. En otras palabras, puede tener dos configuraciones de volumen diferentes a una presión dada sin la necesidad de minimizar el volumen mayor. Esto es un poco como dejarel aire sale de un globo inflado; no se reduce a su tamaño original, pero permanece significativamente más grande. Gracias a este estado biestable, los investigadores pueden mover el aire entre una cámara más inflada y otra menos inflada.Lo hacen aplicando una corriente eléctrica a la membrana de la cámara más pequeña que responde estirando y aspirando aire de la otra burbuja. Cuando se desconecta la fuente de alimentación, la membrana se contrae, pero no a su volumen original; sigue siendo más grande,correspondiente a su estado estirado.
"Es importante encontrar polímeros hiperelásticos adecuados que permitan una deformación fuerte y rápida y sean duraderos", señala Metin Sitti. Con esto en mente, el equipo ha probado diferentes materiales de membrana y también ha utilizado modelos para registrar sistemáticamente el comportamiento deel elastómero en el actuador
Hasta ahora, los elastómeros probados por el equipo de Sitti han tenido una combinación de ventajas y desventajas. Algunos muestran una fuerte deformación, pero a un ritmo lento. Otros trabajan rápido, pero su deformación es más limitada ". Combinaremos diferentes materiales conuna vista para combinar diferentes propiedades en una sola membrana ", dice Sitti. Sin embargo, este es solo uno de los siguientes pasos que él y su equipo tienen en mente. También planean integrar su actuador en un robot para que pueda, porpor ejemplo, mueva sus piernas pero aún así cede si se encuentra con un humano. Solo entonces las interacciones máquina-humano pueden estar libres de riesgos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Max-Planck-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :