MADRID, 10 de mayo. (Prensa Europea) – La combinación del antiguo arte del plegado de papel y la ciencia moderna de los materiales ha creado un robot flexible que se dobla y gira fácilmente a través de laberintos. Los robots blandos pueden ser difíciles de controlar porque los dispositivos de dirección a menudo aumentan la rigidez del robot y reducen su flexibilidad.
El coautor Tuo Zhao, investigador postdoctoral en Princeton, dijo en un comunicado de prensa que el nuevo diseño realizado por ingenieros de las universidades estatales de Princeton y Carolina del Norte supera estos problemas al integrar el sistema de dirección directamente en el cuerpo del robot. En un artículo publicado en la revista PNAS, los investigadores describen cómo crearon el robot a partir de segmentos cilíndricos modulares. Los segmentos pueden operar de forma independiente o combinarse para formar un bloque más largo, lo que contribuye a mejorar las capacidades de movimiento y control del robot.
El nuevo sistema permite que el robot se mueva con flexibilidad hacia adelante y hacia atrás, levante cargas y forme formaciones más largas. Los autores escriben en su artículo que el concepto de robots de software modulares podría proporcionar información sobre futuros robots de software capaces de crecer, autorrepararse y desarrollar nuevas funciones. Zhao dijo que la capacidad del robot para ensamblar y segmentar sus movimientos permite que el sistema funcione como un solo robot o como un enjambre.
Cada segmento puede ser una unidad individual, explicó, y pueden comunicarse entre sí y coordinarse entre sí cuando se les ordene. Se pueden separar fácilmente y utilizamos imanes para conectarlos. En este estudio, los investigadores comenzaron construyendo su robot a partir de segmentos cilíndricos con forma de origami llamados plantillas Kresling.
Este patrón permite que cada segmento gire hasta formar un disco aplanado y volver a expandirse hasta convertirse en un cilindro. Este movimiento de torsión y extensión es la base de la capacidad del robot para gatear y cambiar de dirección. Al doblar una sección cilíndrica, los investigadores pudieron crear una curvatura horizontal para un segmento del robot.
Combinando pequeñas curvas, el robot cambiará de dirección a medida que avanza. Uno de los aspectos más desafiantes del trabajo fue desarrollar el mecanismo que controla los movimientos de flexión y plegado utilizados para impulsar y controlar el robot. Investigadores del estado de Carolina del Norte desarrollaron esta solución.
Utilizaron dos materiales que se contraen o expanden de manera diferente cuando se calientan (elastómero de cristal líquido y poliimida) y los combinaron en tiras finas a lo largo de los pliegues del patrón Kresling. Los investigadores también instalaron un elemento calefactor delgado y estirable hecho de una serie de nanocables de plata a lo largo de cada pliegue. La corriente en el calentador de nanocables calienta las tiras de control y la expansión diferencial de los dos materiales provoca la torsión de la tira.
Al calibrar la corriente y los materiales utilizados en la tira de control, los investigadores pudieron controlar con precisión el plegado y la flexión para controlar el movimiento y la dirección del robot. Los investigadores dicen que la versión actual del robot tiene una velocidad limitada y están trabajando para aumentar la locomoción en las generaciones futuras.
