Robots blandos retorcidos navegan por laberintos sin guía humana o informática

Robots blandos retorcidos navegan por laberintos sin guía humana o informática


Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Pensilvania han desarrollado robots blandos capaces de navegar en entornos complejos como laberintos sin intervención humana o de software informático.

«Estos robots blandos demuestran un concepto llamado ‘inteligencia física’, lo que significa que el diseño estructural y los materiales inteligentes permiten que el robot blando navegue en diversas situaciones, a diferencia de la inteligencia informática», dice Jie Yin, autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo y profesor asociado de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial en NC State.

Los robots blandos están hechos de elastómeros de cristal líquido en forma de cinta retorcida que recuerda a los rotini translúcidos. Si coloca la cinta sobre una superficie que es al menos 55 grados Celsius (131 grados Fahrenheit) más caliente que el aire circundante, la parte de la cinta que toca la superficie se contraerá, mientras que la parte de la cinta que está expuesta al aire contrato no es contrato. Esto induce un movimiento de balanceo en la correa. Y cuanto más cálida es la superficie, más rápido rueda. Para ver un video de los robots blandos con forma de cinta, consulte https://youtu.be/7q1f_JO5i60.

«Esto se ha hecho anteriormente con palos de lados lisos, pero esta forma tiene un inconveniente: cuando golpea un objeto, simplemente gira en su lugar», dice Yin. «El robot blando que creamos en forma de cinta retorcida es capaz de superar estos obstáculos sin intervención humana ni informática».

El robot de cinta hace esto de dos maneras. Primero, cuando un extremo de la cinta golpea un objeto, la cinta se tuerce ligeramente para evitar el obstáculo. En segundo lugar, cuando la parte central del robot golpea un objeto, se «rompe». El chasquido es una liberación rápida de energía de deformación almacenada que hace que la banda rebote ligeramente y se realinee antes de aterrizar. Es posible que el ligamento tenga que romperse más de una vez antes de encontrar una alineación que permita superar el obstáculo, pero al final siempre encuentra un camino claro hacia adelante.

«En ese sentido, es similar a las aspiradoras robotizadas que mucha gente usa en sus hogares», dice Yin. «Excepto que el robot suave que creamos extrae energía de su entorno y funciona sin programación de computadora».

«Las dos acciones, girar y romper, que permiten que el robot supere los obstáculos funcionan en un gradiente», dice Yao Zhao, primer autor del trabajo y becario postdoctoral en NC State. “La instantánea más fuerte ocurre cuando un objeto toca el medio de la banda. Pero la banda aún se rompe cuando un objeto toca la banda lejos del centro, es menos grave. Y cuanto más te alejas del centro, menos pronunciado es el crujido hasta llegar al último quinto de la longitud de la cinta, que no produce ningún crujido».

Los investigadores realizaron varios experimentos que demostraron que el robot suave con forma de cinta es capaz de navegar a través de una variedad de entornos similares a laberintos. Los investigadores también demostraron que los robots blandos funcionarían bien en ambientes desérticos al demostrar que podían subir y bajar pendientes de arena suelta.

«Esto es interesante y divertido de ver, pero lo que es más importante, ofrece nuevos conocimientos sobre cómo podemos diseñar robots blandos capaces de recolectar energía térmica de entornos naturales y entornos complejos y desestructurados como carreteras y duros desiertos de forma autónoma». Yin dice.

El artículo «Twisting for Soft Intelligent Autonomous Robot in Unstructured Environments» se publicará en la semana del 23 de mayo en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias. El documento fue editado por NC State Ph.D. los estudiantes Yinding Chi, Yaoye Hong y Yanbin Li; y Shu Yang, Profesor Joseph Bordogna de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad de Pensilvania.

El trabajo se realizó con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias bajo las subvenciones CMMI-431 2010717, CMMI-2005374 y DMR-1410253.

fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad Estatal de Carolina del Norte. Escrito originalmente por Matt Shipman. Nota: El contenido se puede editar por estilo y longitud.

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