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(noticias nanowerk) Se ha logrado un gran avance en el campo de la robótica blanda en el laboratorio CREATE de la EPFL bajo la dirección de Josie Hughes. Inspirándose en los movimientos versátiles de las trompas de elefante y los tentáculos de pulpo, el equipo presentó el helicoidal recortado, una novedosa estructura robótica que promete un mejor cumplimiento y control en los diseños robóticos. Utilizando una combinación de observación biológica aguda y modelado por computadora, los investigadores han presentado un brazo robótico suave que puede manejar tareas complicadas y garantizar interacciones más seguras entre humanos y robots.
Los resultados, que detallan tanto la estructura como la metodología, son una colaboración con el Departamento de Robótica Cognitiva de TU Delft y se han publicado en la nueva revista Nature. robótica npj (“Helicoides recortados: una estructura arquitectónica blanda que produce robots blandos con alta precisión, gran espacio de trabajo e interacciones compatibles”).
El profesor Hughes destacó la importancia de este desarrollo: “Al inventar una nueva estructura arquitectónica, el helicoidal recortado, hemos diseñado un brazo robótico que destaca en control, libertad de movimiento y seguridad. Cuando la arquitectura novedosa se combina con la arquitectura distribuida.» «Actuación», donde se colocan múltiples actuadores en una estructura o dispositivo, este brazo robótico tiene una amplia gama de movimiento, alta precisión y es inherentemente seguro para la interacción humana. “
Si bien los robots tradicionales son rígidos y, por lo tanto, a menudo no son adecuados para tareas delicadas o interacciones humanas cercanas, el brazo robótico blando de CREATE está diseñado para interacciones humanas más seguras y adaptabilidad a una gama más amplia de tareas. Con una combinación sin precedentes de flexibilidad y precisión, la naturaleza suave y flexible del brazo reduce los riesgos potenciales en las interacciones entre humanos y robots. Esto abre puertas para su uso en atención médica, cuidado de personas mayores y más.
A diferencia de sus homólogos rígidos, el brazo robótico blando puede adaptarse a diferentes formas y superficies, lo que lo convierte en una herramienta ideal para tareas complicadas como recoger frutas o manipular objetos frágiles. En la industria, podría convertirse en la solución preferida para las líneas de montaje sensibles, trabajando con personas y aumentando su capacidad en lugar de reemplazarlas. La industria agrícola también podría beneficiarse de un manejo cuidadoso de los cultivos, ayudando a los trabajadores a reducir su carga de trabajo durante los períodos intensivos de cosecha.
El núcleo de la investigación reside en la arquitectura innovadora del brazo robótico. Los investigadores modificaron creativamente una espiral con forma de resorte a la que llaman «helicoide» cortando partes de ella para darle diferentes funcionalidades. Este proceso aparentemente simple les ha permitido controlar con precisión qué tan flexible o rígida se vuelve la espiral en diferentes direcciones. Al ajustar la forma, pueden hacer que la parte interior sea resistente al aplastamiento y la parte exterior sea flexible para que pueda doblarse fácilmente. Con este diseño especial, han creado un robot blando que puede moverse y actuar de formas sin precedentes, mostrando el tipo de destreza y tacto suave que se encuentran en la naturaleza, como en la trompa de un elefante o el tentáculo de un pulpo.
«Al observar a estos animales y desarrollar una estructura arquitectónica novedosa, nuestro objetivo es imitar este rango de movimiento y control que se encuentra en la naturaleza», señaló Josie Hughes. Para ello, el equipo utilizó modelos informáticos avanzados para transformar las observaciones en resultados tangibles. Utilizando estos modelos, probaron iterativamente sus innovadores diseños en espiral, hasta llegar al corte final en forma helicoidal.
Qinghua Guan y Francesco Stella, quienes dirigieron el desarrollo real del robot, brindaron información sobre el proceso de diseño y optimización: “Insertamos una superficie específica en el modelo por computadora, luego la recortamos y ajustamos. Los métodos informáticos nos guían y ayudan a determinar la geometría óptima. Estructura para un área de trabajo y cumplimiento máximos. ¿El resultado? Una creación robótica modelada a partir de la naturaleza pero refinada mediante el ingenio humano preciso y el modelado por computadora. «Al final, nuestros modelos informáticos eran tan precisos que sólo tuvimos que construir una versión del brazo».
Los avances en el laboratorio CREATE de la EPFL simbolizan un cambio decisivo en el campo de la robótica. Las aplicaciones robóticas tradicionales dominadas por una mecánica rígida podrían ver un cambio hacia esta contraparte más suave y amigable para los humanos. Se solicitó una patente para este primer manipulador blando comercial y EPFL y TU Delft fundaron una empresa conjunta con el nombre de Helix Robotics.
Como resumió acertadamente el profesor Hughes: “La combinación de agudas observaciones de la naturaleza con modelos informáticos precisos ha revelado el potencial de la robótica blanda para futuras aplicaciones comerciales. Nuestro objetivo es acercar los robots a los humanos, no sólo en proximidad sino también en comprensión y colaboración. Esperamos que este brazo robótico blando sea un ejemplo de un futuro en el que las máquinas apoyan, complementan y comprenden las necesidades humanas mejor que nunca”.
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