Debido a su alta precisión y velocidad, los robots Delta se implementan en muchos procesos industriales, incluidos ensamblajes de recogida y colocación, mecanizado, soldadura y envasado de alimentos. Comenzando con la primera versión desarrollada por Reymond Clavel para que una fábrica de chocolate coloque rápidamenteBombones de chocolate en sus paquetes, los robots Delta usan tres brazos ligeros y controlados individualmente que guían una plataforma para moverse con rapidez y precisión en tres direcciones. La plataforma se usa como una etapa, similar a la que se usa en los simuladores de vuelo, o se acopla aun dispositivo de manipulación que puede, por ejemplo, agarrar, mover y liberar objetos en patrones prescritos.Con el tiempo, los robotistas han diseñado robots Delta cada vez más pequeños para tareas en espacios de trabajo limitados, pero reduciéndolos aún más a la escala milimétrica con técnicas de fabricación convencionales ylos componentes han demostrado ser infructuosos
Reportado en Ciencia Robótica , un nuevo diseño, el robot milliDelta, desarrollado por el equipo de Robert Wood en el Instituto Wyss de Ingeniería Biológica de Harvard y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson SEAS supera este desafío de miniaturización. Al integrar su técnica de microfabricación con alta-materiales compuestos de alto rendimiento que pueden incorporar articulaciones de flexión y actuadores de flexión, el milliDelta puede operar con alta velocidad, fuerza y precisión micrométrica, lo que lo hace compatible con una variedad de tareas de micromanipulación en fabricación y medicina.
En 2011, inspirado en los libros emergentes y el origami, el equipo de Wood desarrolló un enfoque de micro-fabricación que permite el ensamblaje de robots a partir de láminas planas de materiales compuestos. Desde entonces, la fabricación de MEMS abreviatura de "sistemas microelectromecánicos"se ha utilizado para la construcción de máquinas dinámicas a escala centimétrica que simplemente pueden alejarse o, como en el caso del RoboBee, pueden volar. En su nuevo estudio, los investigadores aplicaron su enfoque para desarrollar un robot Delta de tan solo 15 mm-por-15 mm-por-20 mm.
"La física de la escala nos dijo que reducir el tamaño de los robots Delta aumentaría su velocidad y aceleración, y la fabricación emergente de MEMS con su capacidad de usar cualquier material o combinación de materiales parecía una forma ideal de atacar este problema,"dijo Wood, quien es miembro de la Facultad del Instituto Wyss y co-líder de su plataforma de robótica bioinspirada. Wood también es profesor de ingeniería y ciencias aplicadas de Charles River en SEAS". Este enfoque también nos permitió pasar rápidamente por unnúmero de iteraciones que nos llevaron a la final milliDelta "
El diseño milliDelta incorpora una estructura de laminado compuesto con juntas de flexión incrustadas que se aproximan a las juntas más complicadas que se encuentran en los robots Delta a gran escala ". Con la ayuda de una plantilla de ensamblaje, este laminado se puede plegar con precisión en un robot Delta a escala milimétrica.El milliDelta también utiliza actuadores piezoeléctricos, que le permiten realizar movimientos a frecuencias 15 a 20 veces más altas que las de otros robots Delta actualmente disponibles ", dijo la primera autora Hayley McClintock, investigadora del personal del Instituto Wyss en el equipo de Wood.
Además, el equipo demostró que milliDelta puede operar en un espacio de trabajo de aproximadamente siete milímetros cúbicos y que puede aplicar fuerzas y exhibir trayectorias que, junto con sus altas frecuencias, podrían hacerlo ideal para micromanipulaciones en pick-and- industrialcoloque procesos y cirugías microscópicas como las microcirugías de la retina realizadas en el ojo humano.
Poniendo el potencial del milliDelta para microcirugías y otras micromanipulaciones a una primera prueba, los investigadores exploraron su robot como un dispositivo manual para cancelar el temblor. "Primero mapeamos las rutas que la punta de un palillo de dientes circunscribía cuando era sostenido por un individuo, calculó esas, y los introdujo en el robot milliDelta, que pudo igualarlos y cancelarlos ", dijo la coautora primera, Fatma Zeynep Temel, Ph.D., becaria postdoctoral de SEAS en el equipo de Wood. Los investigadores creen que los robots milliDelta especializados podríanya sea que se agregue a dispositivos robóticos existentes o que se desarrolle como dispositivos independientes como, por ejemplo, plataformas para la manipulación de células en laboratorios de investigación y clínicos.
"El trabajo del equipo de Wood que demuestra la velocidad y el control mejorados de su robot milliDelta a escala milimétrica abre nuevas vías de desarrollo para robots industriales y médicos, que actualmente están fuera del alcance de las tecnologías existentes. Es otro ejemplo de cómonuestra plataforma de robótica bioinspirada está liderando el camino hacia el futuro ", dijo el Director Fundador del Instituto Wyss, Donald Ingber, MD, Ph.D., quien también es el Profesor Judah Folkman de Biología Vascular en HMS y el Programa de Biología Vascular en el Boston Children's Hospital,así como profesor de bioingeniería en SEAS.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en Harvard . Original escrito por Benjamin Boettner. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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