Los robotistas de la Universidad de California en San Diego han desarrollado pies flexibles que pueden ayudar a los robots a caminar hasta un 40 por ciento más rápido en terrenos irregulares como guijarros y astillas de madera. El trabajo tiene aplicaciones para misiones de búsqueda y rescate, así como exploración espacial.
"Los robots deben poder caminar de manera rápida y eficiente en terreno natural y desigual para que puedan ir a donde sea que los humanos puedan ir, pero tal vez no deberían", dijo Emily Lathrop, primera autora del artículo y estudiante de doctorado enJacobs School of Engineering en UC San Diego.
Los investigadores presentarán sus hallazgos en la conferencia RoboSoft que tiene lugar prácticamente del 15 de mayo al 15 de julio de 2020.
"Por lo general, los robots solo pueden controlar el movimiento en articulaciones específicas", dijo Michael T. Tolley, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de UC San Diego y autor principal del artículo ". En este trabajo, nosotrosdemostró que un robot que puede controlar la rigidez y, por lo tanto, la forma de sus pies, supera los diseños tradicionales y puede adaptarse a una amplia variedad de terrenos ".
Las patas son esferas flexibles hechas de una membrana de látex llena de granos de café. Las estructuras inspiradas en la naturaleza, como las raíces de las plantas, y en soluciones hechas por el hombre, como las pilas que se introducen en el suelo para estabilizar las pendientes, están incrustadas en el café.jardines.
Los pies permiten que los robots caminen más rápido y se agarren mejor debido a un mecanismo llamado bloqueo granular que permite que los medios granulares, en este caso el café molido, vayan y vengan entre comportarse como un sólido y comportarse como un líquido.golpean el suelo, se reafirman, se ajustan al suelo debajo y brindan una base sólida. Luego se desabrochan y se aflojan al pasar de un escalón a otro. Las estructuras de soporte ayudan a que los pies flexibles permanezcan rígidos mientras están atascados.
Es la primera vez que tales pies se prueban en terrenos irregulares, como grava y astillas de madera.
Los pies se instalaron en un robot hexapod disponible en el mercado. Los investigadores diseñaron y construyeron un sistema a bordo que puede generar presión negativa para controlar el atasco de los pies, así como presión positiva para desatascar los pies entre cada paso.Como resultado, los pies pueden atascarse activamente, con una bomba de vacío que elimina el aire entre los posos de café y endurece el pie. Pero los pies también pueden atascarse pasivamente, cuando el peso del robot empuja el aire hacia afuera entre los posos de café en el interior, haciéndolos endurecerse.
Los investigadores probaron que el robot caminaba sobre suelo plano, astillas de madera y guijarros, con y sin los pies. Descubrieron que los pies de bloqueo pasivos funcionan mejor en terreno plano, pero los pies de bloqueo activos funcionan mejor en rocas sueltas. Los pies también ayudaron a las piernas del robot.agarre mejor el suelo, aumentando su velocidad. Las mejoras fueron particularmente significativas cuando el robot caminó por terreno inclinado y desigual.
"El mundo natural está lleno de terrenos desafiantes para los robots que caminan: sustratos resbaladizos, rocosos y blandos hacen que caminar sea complicado", dijo Nick Gravish, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de UC San Diego y coautor del estudio."Los pies que pueden adaptarse a estos diferentes tipos de terreno pueden ayudar a los robots a mejorar la movilidad".
En un artículo complementario escrito por Tolley y Gravish con el estudiante de doctorado Shivan Chopra como primer autor, los investigadores cuantificaron exactamente cuánta mejora generó cada pie. Por ejemplo, el pie redujo en un 62 por ciento la profundidad de penetración en elarena en el impacto; y redujo en un 98 por ciento la fuerza requerida para sacar el pie en comparación con un pie completamente rígido.
Los siguientes pasos incluyen la incorporación de sensores blandos en la parte inferior de los pies para permitir que un tablero de control electrónico identifique qué tipo de tierra está a punto de pisar el robot y si los pies deben atascarse de manera activa o pasiva.
Los investigadores también seguirán trabajando para mejorar los algoritmos de diseño y control para que los pies sean más eficientes.
Video: http://www.youtube.com/watch?v=rVKKwbaojAo&feature=emb_logo
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Ioana Patringenaru. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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