Los investigadores de Columbia Engineering han resuelto un problema de larga data en la creación de robots blandos sin ataduras cuyas acciones y movimientos pueden ayudar a imitar los sistemas biológicos naturales. Un grupo en el laboratorio Creative Machines dirigido por Hod Lipson, profesor de ingeniería mecánica, ha desarrolladoun músculo blando sintético imprimible en 3D, un tejido activo artificial único en su tipo con capacidad de expansión intrínseca que no requiere un compresor externo o equipo de alto voltaje como lo requieren los músculos anteriores. El nuevo material tiene una densidad de deformación expansión por gramo que es 15 veces más grande que el músculo natural y puede levantar 1000 veces su propio peso
Sus hallazgos se resumen en un nuevo estudio.
Anteriormente, ningún material había sido capaz de funcionar como un músculo blando debido a la incapacidad de exhibir las propiedades deseadas de alto estrés de actuación y alta tensión. Las tecnologías de actuadores suaves existentes generalmente se basan en la inflación neumática o hidráulica de las pieles de elastómero que se expanden cuando hay aireo se les suministra líquido. Los compresores externos y el equipo de regulación de presión requeridos para tales tecnologías evitan la miniaturización y la creación de robots que puedan moverse y funcionar de manera independiente.
"Hemos estado haciendo grandes avances para hacer que los robots tengan mentes, pero los cuerpos de los robots siguen siendo primitivos", dijo Hod Lipson. "Esta es una gran pieza del rompecabezas y, como la biología, el nuevo actuador puede ser moldeado y remodeladomil maneras. Hemos superado una de las barreras finales para hacer robots realistas "
Inspirado por organismos vivos, la robótica de materiales blandos es muy prometedora para las áreas donde los robots necesitan contactar e interactuar con los humanos, como la fabricación y la atención médica. A diferencia de los robots rígidos, los robots blandos pueden replicar el movimiento natural agarre y manipulación para proporcionarasistencia médica y de otro tipo, realizar tareas delicadas o recoger objetos blandos.
Para lograr un actuador con alta tensión y alta tensión junto con baja densidad, el autor principal del estudio Aslan Miriyev, investigador postdoctoral en el laboratorio Creative Machines, usó una matriz de caucho de silicona con etanol distribuido en microburbujas.la solución combinó las propiedades elásticas y los atributos de cambio de volumen extremo de otros sistemas de materiales, a la vez que era fácil de fabricar, de bajo costo y estaba hecha de materiales seguros para el medio ambiente
Después de ser impreso en 3D en la forma deseada, el músculo artificial fue accionado eléctricamente usando un cable resistivo delgado y de baja potencia 8V. Fue probado en una variedad de aplicaciones robóticas donde mostró una capacidad significativa de expansión-contracción, siendocapaz de expandirse hasta un 900% cuando se calienta eléctricamente a 80 ° C.A través de los controles de la computadora, la unidad autónoma es capaz de realizar tareas de movimiento en casi cualquier diseño.
"Nuestro material funcional blando puede servir como músculo blando robusto, posiblemente revolucionando la forma en que las soluciones robóticas blandas se diseñan hoy en día", dijo Miriyev. "Puede empujar, tirar, doblar, torcer y levantar peso. Es el material artificial más cercano.equivalente tenemos a un músculo natural "
Los investigadores continuarán desarrollando este desarrollo, incorporando materiales conductores para reemplazar el cable incrustado, acelerando el tiempo de respuesta del músculo y aumentando su vida útil. A largo plazo, involucrarán inteligencia artificial para aprender a controlar el músculo, lo que puedeser un último hito para replicar el movimiento natural.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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