No es la primera vez que las arañas han servido como modelos biológicos en el campo de la investigación de la robótica blanda. Los mecanismos de actuación hidráulica que aplican para mover sus extremidades cuando tejen su telaraña o cazan presas les otorgan poderes que muchos roboticistas e ingenieros han dibujadoinspiración de.
Un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes en Alemania y de la Universidad de Boulder en Colorado en los EE. UU. Ha encontrado una nueva forma de explotar los principios de las articulaciones de las arañas para impulsar robots articulados sin componentes voluminosos yconectores, que pesan al robot y reducen la portabilidad y la velocidad. Sus esbeltas y livianas estructuras simples impresionan al permitir que un robot salte 10 veces su altura. A fines de mayo, el trabajo del equipo titulado "Actuadores electrohidráulicos inspirados en Spider paraarticulaciones de accionamiento suave "se publicó en ciencia avanzada .
El alto rendimiento está habilitado por juntas electrohidráulicas de acción suave inspiradas en Spider - juntas SES en resumen. Las juntas se pueden usar en muchas configuraciones diferentes, no solo al crear un arachno-bot. En su artículo, los científicos demuestranuna articulación bidireccional, una extremidad artificial multisegmentada y una pinza de tres dedos, que puede recoger fácilmente objetos delicados. Todas las creaciones son livianas, simples en su diseño y exhiben un alto rendimiento, lo que las hace ideales para sistemas robóticos que necesitan moverse.rápidamente e interactuar con muchos entornos diferentes.
Los investigadores desarrollaron sus articulaciones SES basadas en la tecnología HASEL que había sido previamente inventada por el equipo para desarrollar músculos artificiales. Las articulaciones SES imitan un mecanismo exoesquelético inspirado en una araña compuesto por elementos rígidos y más blandos, que funcionan de manera similar a la pata del animal.extensión mediante el uso de fuerzas hidráulicas.
Construyeron una bolsa flexible hecha de películas delgadas de plástico ya sea de poliéster o polipropileno que llenaron con un dieléctrico líquido, un aceite de base vegetal. Luego colocaron electrodos a cada lado de la bolsa. Estos rellenos de líquidoLos bolsillos sirven como actuadores, en los que la energía hidráulica se genera a través de fuerzas electrostáticas. La bolsa está unida a una junta giratoria. Cuando se aplica un alto voltaje entre los electrodos, las fuerzas electrostáticas hacen que el dieléctrico líquido se desplace dentro de la bolsa y la junta.para flexionar. Las juntas SES son capaces de girar hasta 70 grados, causando pares de torsión altos, y pueden restablecerse fácilmente a la posición inicial.
"Las juntas SES son muy simples y livianas, ya que no hay componentes periféricos que pesen al robot", dice Christoph Keplinger, Director del Departamento de Materiales Robóticos del Instituto Max Planck de Sistemas de Inteligencia. "Muchas aplicaciones para robots blandos.requieren actuadores versátiles. Estas uniones inspiradas en arañas permiten una alta funcionalidad y consumen poca energía, son fáciles y económicas de fabricar los plásticos que utilizamos son para el envasado de alimentos y su producción es fácilmente escalable. Todas estas son cualidadesque son fundamentales para el diseño de robots, que pueden moverse de muchas formas diferentes y manipular una variedad de objetos sin romperlos ".
Una pinza de tres dedos fue una aplicación para la cual el equipo usó juntas SES para mostrar su versatilidad. Si el equipo hubiera equipado la pinza con una estructura similar a un músculo, habría estado en el camino del objeto que la pinza estáEl uso de juntas SES como bisagras de la pinza requería mucho menos espacio.
"La investigación se destaca porque podemos usar una amplia variedad de materiales, incluso el plástico que se usa para hacer bolsas de chips para crear las bolsas", dice el primer autor de la publicación, Nicholas Kellaris.amplia variedad de geometrías con características de actuación específicamente ajustadas. "
"El objetivo final de nuestra investigación no era hacer un robot araña", agrega Philipp Rothemund, el segundo autor de la publicación. "Queríamos desarrollar una articulación activa de última generación que se pudiera colocaren cualquier tipo de robot. "
Especialmente para sistemas robóticos a pequeña escala de solo unos pocos centímetros de tamaño, donde el espacio limitado restringe severamente la elección de tecnologías de actuador, las juntas SES serán muy útiles. Para la comunidad de robótica suave, esta invención es realmente unasalto adelante.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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