Imagínese abrir un libro de fotos de la naturaleza solo para ver un caleidoscopio de elegantes mariposas revoloteando desde la página.
Tales libros de cuentos fantásticos pronto podrían ser posibles gracias al trabajo de un equipo de diseñadores e ingenieros en el Instituto ATLAS de CU Boulder. El grupo está aprovechando los nuevos avances en el campo de la robótica suave para desarrollar objetos que cambian de forma que son delgados como el papel, rápido y casi completamente silencioso.
Las primeras creaciones de los investigadores, que han denominado "Electriflow", incluyen grullas de origami que pueden doblar el cuello, pétalos de flores que se mueven con el toque de un botón y, sí, insectos que revolotean.
"Por lo general, los libros sobre mariposas son estáticos", dijo Purnendu, un estudiante de posgrado en CU Boulder que lidera el proyecto y tiene un nombre singular. "¿Pero podría hacer que una mariposa agite sus alas dentro de un libro?he demostrado que es posible ".
Él y sus colegas presentaron sus resultados recientemente en la conferencia 2021 Designing Interactive Systems DIS de la Association for Computing Machinery.
músculos artificiales
Purnendu explicó que los diseños de Electriflow del equipo no requieren motores u otras partes de máquinas tradicionales para cobrar vida, lo que los hace suaves al tacto, como mariposas reales. Están inspirados en una clase de "músculos artificiales" quefueron desarrollados inicialmente por ingenieros dirigidos por Chrisoph Keplinger en CU Boulder y ahora están disponibles comercialmente a través de una empresa llamada Artimus Robotics.
Artimus aprovecha una tecnología llamada actuadores electrostáticos autorreparables amplificados hidráulicamente HASEL. A diferencia de las piezas robóticas tradicionales, que a menudo están hechas de metal rígido, los actuadores HASEL obtienen su energía de los fluidos. Los actuadores dependen de fuerzas electrostáticas para empujar el aceite alrededoren bolsas de plástico selladas, dijo Eric Acome, un ex estudiante de posgrado de CU Boulder que ayudó a ser pionero en la tecnología del actuador. Imagine cómo cambiará la forma de un paquete de ketchup cuando apriete un lado.
"Uno de los principales beneficios de estos actuadores es que son versátiles", dijo Acome, coautor del nuevo estudio y director de tecnología de Artimus Robotics. "Son solo bolsas, pero dependiendo de la forma de las mismas.bolsa, puede generar diferentes tipos de movimiento. "
También emulan el mundo natural en el que organismos de todo tipo como el pez globo o las trampas para moscas de Venus cambian de forma para ahuyentar a los depredadores y atrapar a sus presas.
"El cambio de forma es una gran parte de la comunicación y la supervivencia de ciertos animales", dijo Purnendu. "Los ingenieros han estado en una búsqueda para desarrollar tipos similares de funciones para interfaces de computadora".
aletas
Purnendu se preguntó si podría usar el mismo concepto que Artimus Robotics, o los aceites que se derraman dentro de las bolsas, no solo para construir nuevos robots, sino para diseñar obras de arte suaves y móviles.
Electriflow aprovecha varias formas de bolsas diferentes para crear pliegues similares a los de origami en láminas de plástico planas. Y es rápido: los insectos de Purnendu pueden batir sus alas a una velocidad máxima de aproximadamente 25 latidos por segundo, más rápido que la mayoría de las mariposas reales y ena la par con algunas polillas más veloces.
"Este sistema está muy cerca de lo que vemos en la naturaleza", dijo. "Estamos empujando los límites de cómo los humanos y las máquinas pueden interactuar".
El investigador dijo que espera que más artistas y diseñadores utilicen las herramientas que él y su equipo desarrollaron para ampliar aún más esos límites. Se imagina que un día, es posible que veas animales de origami que pueden doblarse en varias formas a partir de una hoja plana depersonajes de plástico o dibujos animados que corren y saltan en las páginas de los libros.
"Hay muchas geometrías diferentes con las que podemos jugar", dijo Purnendu.
Por ahora, está feliz de ver volar sus mariposas.
Otros coautores del nuevo estudio incluyen a Christoph Keplinger, ahora en el Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes en Alemania. Los coautores de CU Boulder incluyen Sasha Novack, estudiante graduada en ATLAS; Mirela Alistair y Daniel Leithinger, profesores asistentes en ATLAS y el Departamento deCiencias de la Computación; Carson Bruns, profesor asistente de ATLAS e ingeniería mecánica; y Mark Gross, director de ATLAS y profesor de ciencias de la computación.
Metano en las plumas de la luna Encelado de Saturno: ¿Posibles signos de vida?
'Después de todo, puede que no haya un conflicto' en el debate del universo en expansión
La 'neuroprótesis' devuelve las palabras al hombre con parálisis
Los físicos dan un gran paso en la carrera hacia la computación cuántica
Nuevas pistas sobre por qué hay tan poca antimateria en el universo
El nuevo método podría revelar qué genes podríamos haber heredado de los neandertales