En el mundo de la robótica, los robots blandos son los nuevos niños en el bloque. Las capacidades únicas de estos autómatas son doblar, deformar, estirar, torcer o apretar de todas las formas en que los robots rígidos convencionales no pueden.
Hoy en día, es fácil imaginar un mundo en el que los humanos y los robots colaboren, en estrecha proximidad, en muchos reinos. Los robots blandos emergentes pueden ayudar a garantizar que esto se pueda hacer de manera segura y de una manera que se sincronice con losentornos o incluso interfaces con los propios humanos.
"Algunas de las ventajas de los sistemas robóticos blandos son que pueden adaptarse fácilmente a entornos no estructurados o superficies irregulares o blandas, como el cuerpo humano", dijo el profesor de ingeniería eléctrica e informática de UC Santa Bárbara, Yon Visell.
A pesar de su promesa, hasta la fecha, la mayoría de los robots blandos se mueven lenta y torpemente en comparación con muchos robots convencionales. Sin embargo, la brecha se está reduciendo gracias a los nuevos desarrollos en la unidad fundamental del movimiento robótico: el actuador. Responsable del movimiento mecánico deun mecanismo o una máquina, los actuadores hacen su trabajo de varias maneras, dependiendo de fuerzas electromagnéticas, piezoeléctricas, neumáticas u otras.
Ahora, Visell y sus colaboradores de UCSB han casado los accionamientos electromagnéticos utilizados en la mayoría de los sistemas robóticos convencionales con materiales blandos, para lograr tanto velocidad como suavidad ". Un análogo biológico interesante del actuador descrito en nuestro nuevo trabajo podría ser uncontracción muscular ", dijo Visell, quien junto con el profesor de química y bioquímica de UCSB Thuc-Quyen Nguyen, y los postdoctorados Thanh Nho Do y Hung Phan, es autor del artículo" Actuadores electromagnéticos suaves para aplicaciones robóticas ". El artículo aparece en la portada de la revista. Materiales funcionales avanzados .
El principal desafío para Visell y sus colegas fue construir un actuador que pudiera alcanzar velocidades mayores de lo que normalmente era posible con los actuadores robóticos suaves, muchos de los cuales dependen de procesos lentos, como el flujo de aire o los efectos térmicos.
"En este proyecto, queríamos ver hasta dónde podíamos impulsar la idea de tener una actuación muy rápida y de bajo voltaje dentro de un paradigma robótico completamente suave", dijo. Basaron su trabajo en el motor electromagnético, un tipo comúnde actuador rápido y de bajo voltaje que se utiliza en todo, desde automóviles eléctricos hasta electrodomésticos, pero ha tenido poca aplicación efectiva en sistemas robóticos suaves.
El trabajo del equipo ha dado como resultado un tipo de actuador que es rápido, de bajo voltaje y suave, y también notablemente pequeño, de solo unos pocos milímetros de tamaño. Utilizando conductores únicos de aleación de metal líquido recubiertos de fibras poliméricas huecas y polímero magnetizadocompuestos, los investigadores crearon componentes tridimensionales con patrones que forman la base de análogos suaves de motores eléctricos estándar. Las fibras en sí son compuestos poliméricos que el equipo diseñó para tener una alta conductividad térmica, mejorando en gran medida su rendimiento.
"Nos dimos cuenta de los componentes que son blandos y estirables, y los combinamos para crear estas estructuras con forma de motor que pueden mover cosas", dijo Visell. Para demostrarlo, crearon una pinza diminuta de milímetros de ancho que se puede cerrar en solo milisegundosy un estimulador táctil suave que puede operar a frecuencias de cientos de ciclos por segundo.
Estos dispositivos podrían encontrar uso en áreas emergentes como la háptica, donde se busca la retroalimentación táctil para aplicaciones que incluyen la realidad virtual y, por supuesto, el pariente más cercano de la háptica: la robótica suave ". Estos actuadores electromagnéticos suaves se pueden usar para crear pantallas táctiles quese ajustan a la piel humana o herramientas robóticas en miniatura para endoscopia quirúrgica u otras aplicaciones médicas ", dijo el postdoctorado Thanh Nho Do.
"Esperamos aplicar estas nuevas tecnologías robóticas suaves en áreas que van desde la realidad virtual, la realidad aumentada, las tecnologías portátiles, la atención médica y la medicina", dijo Visell. "El horizonte está muy abierto".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Sonia Fernandez. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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