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(noticias nanowerk) Los investigadores han desarrollado un nuevo diseño de robot blando que realiza tres comportamientos simultáneos: rodar hacia adelante, girar como un disco y seguir una trayectoria que gira alrededor de un punto central. El dispositivo, que funciona sin control humano ni informático, promete desarrollar tecnologías robóticas blandas que pueden utilizarse para navegar y mapear entornos desconocidos.
Los resultados fueron publicados en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (“Topología de anillo retorcido defectuosa para robots blandos autónomos con órbita de giro invertido periódico”).
Los nuevos robots blandos se llaman Twisted Ringbots. Están hechos de elastómeros de cristal líquido en forma de cinta que se retuercen, como un fideo rotini, y luego se ensamblan en el extremo para formar un bucle que se asemeja a una pulsera. Cuando los robots se colocan sobre una superficie con una temperatura de al menos 55 grados Celsius (131 grados Fahrenheit), más caliente que el aire circundante, la porción de la banda que hace contacto con la superficie se contrae mientras que la porción de la banda que está expuesta al aire lo hace. No hagas esto. Esto desencadena un movimiento de balanceo; Cuanto más cálida es la superficie, más rápido rueda el robot.
«La cinta rueda alrededor de su eje horizontal, proporcionando impulso hacia adelante al anillo», dice Jie Yin, autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo y profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
El Ringbot retorcido también gira alrededor de su eje central, como un disco en un tocadiscos. Y a medida que el ringbot retorcido avanza, orbita alrededor de un punto central, moviéndose esencialmente en un gran círculo. Sin embargo, cuando el ringbot retorcido encuentra un límite (por ejemplo, la pared de una caja) se mueve a lo largo del límite.
«Este comportamiento podría ser particularmente útil para mapear entornos desconocidos», dice Yin.
Los ringbots retorcidos son ejemplos de dispositivos cuyo comportamiento está controlado por inteligencia física, lo que significa que sus acciones están determinadas por su diseño estructural y los materiales con los que están hechos, en lugar de estar controladas por una computadora o la intervención humana.
Los investigadores pueden optimizar el comportamiento del Twisted Ringbot diseñando la geometría del dispositivo. Por ejemplo, puedes controlar la dirección en la que gira el ringbot girando la banda en un sentido u otro. La velocidad puede verse influenciada variando el ancho de banda, el número de vueltas de la correa, etc.
En pruebas de concepto, los investigadores demostraron que el ringbot retorcido podía seguir los contornos de varios espacios confinados.
«Independientemente de dónde se inserte el Twisted Ringbot en estos espacios, es capaz de llegar a un límite y seguir las líneas límite para mapear los contornos del espacio, ya sea un cuadrado, un triángulo, etc.», dice Fangjie Qi , autor principal del artículo y Ph.D. estudiante en NC State. “También detecta huecos o daños en la frontera.
«También pudimos mapear los límites de espacios más complejos introduciendo dos Ringbots retorcidos en la habitación, cada uno de los cuales giraba en una dirección diferente», dice Qi. “Esto los lleva a tomar caminos diferentes a lo largo de la frontera. Y al comparar las trayectorias de ambos ringbots retorcidos, podemos capturar los contornos del espacio más complejo”.
«En principio, no importa lo complejo que sea un espacio, se podría mapear si se introdujeran suficientes ringbots retorcidos para mapear la imagen completa, cada uno emitiendo una parte de ella», dice Yin. “Y considerando que su producción es relativamente económica, es factible.
«La robótica blanda es todavía un campo relativamente nuevo», afirma Yin. “Encontrar nuevas formas de controlar el movimiento de los robots blandos de manera repetible y diseñada está haciendo avanzar el campo. Y es emocionante mejorar nuestra comprensión de lo que es posible”.
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