En la naturaleza, las cucarachas pueden sobrevivir bajo el agua por hasta 30 minutos. Ahora, una cucaracha robótica puede hacerlo aún mejor. El Microrobot Ambulatorio de Harvard, conocido como HAMR, puede caminar en tierra, nadar en la superficie del agua y caminar bajo el agua durantetodo el tiempo que sea necesario, abriendo nuevos entornos para que este pequeño bot los explore.
Esta HAMR de próxima generación utiliza almohadillas multifuncionales para los pies que se basan en la tensión superficial y la flotabilidad inducida por la tensión superficial cuando HAMR necesita nadar, pero también puede aplicar un voltaje para romper la superficie del agua cuando HAMR necesita hundirse. Este proceso se llama electrohumectación.la reducción del ángulo de contacto entre un material y la superficie del agua bajo un voltaje aplicado. Este cambio de ángulo de contacto facilita que los objetos rompan la superficie del agua.
Moverse sobre la superficie del agua permite que una microrobot evada obstáculos sumergidos y reduce el arrastre. Usando cuatro pares de aletas asimétricas y pasos de natación diseñados a medida, las paletas HAMR en la superficie del agua para nadar. Explotando la interacción inestable entre la pasiva del robotaletas y el agua circundante, el robot genera pasos de natación similares a los de un escarabajo buceador. Esto le permite al robot nadar efectivamente hacia adelante y girar.
"Esta investigación demuestra que los microrobóticos pueden aprovechar la física a pequeña escala, en este caso la tensión superficial, para realizar funciones y capacidades que son desafiantes para los robots más grandes", dijo Kevin Chen, un becario postdoctoral en Harvard John A. PaulsonFacultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas SEAS y primer autor del artículo.
La investigación más reciente se publica en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"El tamaño de HAMR es clave para su rendimiento", dijo Neel Doshi, estudiante graduado de SEAS y coautor del artículo. "Si fuera mucho más grande, sería un desafío apoyar al robot con tensión superficial y si fueramucho más pequeño, el robot podría no ser capaz de generar suficiente fuerza para romperlo ".
HAMR pesa 1,65 gramos casi tanto como un clip de papel grande, puede transportar 1,44 gramos de carga útil adicional sin hundirse y puede remar sus patas con una frecuencia de hasta 10 Hz. Está recubierto de Parileno para evitar que se cortocircuite bajo el agua.
Una vez debajo de la superficie del agua, HAMR usa la misma marcha para caminar que en tierra firme y es igual de móvil. Para regresar a tierra seca, HAMR enfrenta un enorme desafío desde la bodega del agua. Una fuerza de tensión de la superficie del agua que esdos veces el peso del robot empuja hacia abajo, y además el par inducido provoca un aumento dramático de la fricción en las patas traseras del robot. Los investigadores endurecieron la transmisión del robot e instalaron almohadillas suaves en las patas delanteras del robot para aumentar la capacidad de carga útil y redistribuir la friccióndurante la escalada. Finalmente, al subir una pendiente modesta, el robot puede salir de la bodega de agua.
"Este robot ilustra muy bien algunos de los desafíos y oportunidades con los robots a pequeña escala", dijo el autor principal Robert Wood, profesor de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Charles River en SEAS y miembro principal de la facultad del Instituto Harvard Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada."La contracción brinda oportunidades para una mayor movilidad, como caminar sobre la superficie del agua, pero también desafíos, ya que las fuerzas que damos por sentado a escalas más grandes pueden comenzar a dominar al tamaño de un insecto".
A continuación, los investigadores esperan mejorar aún más la locomoción de HAMR y encontrar una manera de regresar a tierra sin una rampa, quizás incorporando adhesivos inspirados en gecos o mecanismos de salto impulsivo.
Esta investigación fue coautora de Benjamin Goldberg y Hongqiang Wang. Fue apoyada por la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard, el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada y el Programa de Instrucción de Investigación de la Universidad de Defensa de la Oficina de Investigación Naval.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences . Original escrito por Leah Burrows. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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