Los robots blandos no siempre pueden competir con los duros. Sus hermanos rígidos dominan las líneas de ensamblaje, realizan volteretas, bailan al "Uptown Funk" de Bruno Mars, vuelan, bucean y caminan a través de volcanes.
Pero cada año, los robots blandos adquieren nuevas habilidades. Han aprendido a saltar, retorcerse y agarrarse. Y, a diferencia de los robots duros, pueden manejar tomates sin dañar la fruta, resurgir ilesos después de ser atropellados por un automóvil, yviaje a través de la radiación, las zonas de desastre y el espacio exterior con pocas cicatrices. Para las personas y los animales, tienen una "función cooperativa": un toque suave.
Recientemente, investigadores en el laboratorio de George M. Whitesides, profesor de la Universidad Woodford L. y Ann A. Flowers, han inventado reemplazos blandos para las últimas partes duras necesarias para construir un robot. En lugar de electricidad y cables, el aire a presión se expandey contrae inflables de goma para crear movimiento, las válvulas blandas se hacen cargo de lo duro, y la lógica digital suave replica las mismas capacidades de una computadora electrónica.
Ahora, el último invento blando del académico postdoctoral Daniel J. Preston les da a estos robots movimientos nuevos y complejos. Como primer autor en un estudio publicado en Ciencia Robótica , presenta el primer oscilador de anillo blando, que brinda a los robots blandos la capacidad de rodar, ondular, clasificar, medir líquidos y tragar.
"Es otra herramienta en el juego de herramientas para hacer estos robots inteligentes y blandos sin ningún tipo de electrónica y sin válvulas duras", dice Preston.
Hasta ahora, los osciladores en anillo se fabricaban con transistores electrónicos o microfluídicos. La electrónica siempre requiere componentes duros. La mayoría de los microfluídicos también. Muchos usan vidrio para sus sistemas de agua o aire a presión y requieren canales delgados que solo pueden manejar caudales muy bajos,Limitación de las velocidades de operación. Los pequeños sistemas microfluídicos pueden alcanzar frecuencias más altas que el oscilador de anillo neumático de macroescala de Preston, pero su equipo ya tiene planos para ajustar su sistema blando para lograr mayores velocidades, si es necesario.
El oscilador de anillo blando, como todos los osciladores de anillo, se basa en inversores "NO" puertas lógicas digitales. Los inversores de Preston, por ejemplo, manipulan la presión de aire en los tubos de goma de su robot: si la entrada es de alta presión, ella salida será de baja presión y viceversa. Cuando tres, o cualquier número impar, de puertas se conectan en un anillo, el cambio de una puerta activa la siguiente, que activa la siguiente, y sigue y sigue.
"La respuesta genial que obtienes cuando combinas un número impar de estos inversores en un bucle es una inestabilidad que viaja alrededor del bucle", dice Preston. Como un resbaladizo que se derrumba para saltar un tramo de escaleras, unoel movimiento provoca el siguiente, creando un ritmo constante sin la necesidad de otro empuje.
Para probar lo que podía hacer el oscilador de anillo blando, Preston y su equipo crearon cinco prototipos de robot blando. Cada uno usa una única fuente constante de presión de aire para hacer funcionar tres actuadores neumáticos los inversores.
Un prototipo empuja una pelota alrededor de un anillo. Otro ondula una plataforma para mantener las cuentas de dos tamaños diferentes rodando contra el borde. Eventualmente, todas las cuentas más pequeñas caen a través de un agujero en el costado del escenario. Se separan por sí mismas.
"El oscilador de anillo es realmente bueno para cosas como movimientos de rodadura", dice Preston. Rodar requiere la coordinación de varias acciones en el tiempo. Una sola entrada y salida no será suficiente. Por ejemplo, para que su robot de espuma hexagonal avance,El oscilador de anillo ayuda a inflar un globo detrás del robot y desinflar uno al frente exactamente al mismo tiempo. El empuje y liberación coordinados desplaza el hexágono hacia adelante una y otra vez a medida que los globos se inflan y desinflan en perfecta sincronización.
Sin embargo, otro prototipo proporciona un propósito más tangible. Una manga de tela, envuelta alrededor de la parte inferior de la pierna y asegurada con velcro, ejerce una presión coordinada, "bombeando" líquido hacia arriba de la pierna.
Según estudios recientes, este movimiento de "bombeo" mejora los síntomas del linfedema y la enfermedad venosa crónica mejor que la simple compresión. El dispositivo también podría ayudar a las enfermeras, camareros y policías a prevenir la trombosis venosa profunda, como resultado de trabajar largos turnos con cansanciopies
Antes de comenzar los ensayos clínicos para su manga, el equipo quiere medir el interés. Si suficientes personas anhelan una forma más suave y menos costosa de aliviar y prevenir los síntomas, el producto podría encontrar un mercado lo suficientemente grande como para merecer más investigación.
El bajo costo de los materiales de Preston, elastómeros de silicona similares al caucho, los hace ideales para algo más que una atención domiciliaria económica. Las versiones biocompatibles, desechables, suaves y estériles podrían usarse para experimentos de laboratorio, administración de medicamentos o incluso dispositivos médicosdentro del cuerpo como esta manga que ayuda al latido del corazón. El prototipo final de Preston puede clasificar tres líquidos de diferentes colores en función de una secuencia y tiempo predeterminados, una herramienta que podría ser útil para los químicos.
Aunque todos los prototipos de Preston están hechos solo con materiales blandos, todavía no están desatados: todos dependen de una fuente constante de aire a presión. Sin embargo, Preston y sus colegas también tienen algunas soluciones para esto. Para la manga de la pierna,los pacientes podían proporcionar su propio aire con una bomba de mano como las que se usaban para tomar la presión arterial, y los robots blandos en las trincheras podían usar cartuchos móviles de dióxido de carbono, amarrados como una mochila o reacciones químicas generadoras de gas para instalar el botmovimiento.
Pero Preston espera que su nueva herramienta logre mucho más que las aplicaciones demostradas en sus cinco prototipos. Dado que el documento explica cómo replicar y personalizar el diseño, espera que otros laboratorios encuentren aún más usos ". La gente puede usar el anillo blandooscilador para muchas aplicaciones diferentes en robótica suave, algunas de las cuales tal vez ni siquiera hayamos pensado o imaginado ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Harvard . Original escrito por Caitlin McDermott-Murphy. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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