Los investigadores de la Universidad de Harvard han construido robots blandos inspirados en la naturaleza que pueden gatear, nadar, agarrar objetos delicados e incluso ayudar a un corazón que late, pero ninguno de estos dispositivos ha sido capaz de sentir y responder al mundo que los rodea.
Eso está por cambiar.
Inspirados por las capacidades sensoriales de nuestros cuerpos, los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard y el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada han desarrollado una plataforma para crear robots blandos con sensores integrados que pueden detectar movimiento, presión,toque e incluso temperatura.
La investigación se publica en Materiales avanzados .
"Nuestra investigación representa un avance fundamental en la robótica suave", dijo Ryan Truby, primer autor del artículo y recién graduado de doctorado en SEAS. "Nuestra plataforma de fabricación permite que los motivos de detección complejos se integren fácilmente en sistemas robóticos suaves."
Integrar sensores dentro de robots blandos ha sido difícil en parte porque la mayoría de los sensores, como los que se usan en la electrónica tradicional, son rígidos. Para abordar este desafío, los investigadores desarrollaron una tinta conductora orgánica a base de líquido iónico que se puede imprimir en 3D dentro delmatrices de elastómero blando que comprenden la mayoría de los robots blandos.
"Hasta la fecha, la mayoría de los sistemas integrados de sensores / actuadores utilizados en la robótica suave han sido bastante rudimentarios", dijo Michael Wehner, ex becario postdoctoral en SEAS y coautor del artículo. "Al imprimir directamente sensores de líquido iónico dentro de estos sistemas blandos, abrimos nuevas vías para el diseño y la fabricación de dispositivos que finalmente permitirán un verdadero control de bucle cerrado de robots blandos "
Wehner ahora es profesor asistente en la Universidad de California, Santa Cruz.
Para fabricar el dispositivo, los investigadores se basaron en una técnica de impresión 3D establecida desarrollada en el laboratorio de Jennifer Lewis, la profesora Hansjorg Wyss de ingeniería biológicamente inspirada en SEAS y miembro de la facultad central del Instituto Wyss. La técnica, conocida como incrustadaImpresión 3D: integra de manera rápida y sencilla múltiples características y materiales dentro de un solo cuerpo blando.
"Este trabajo representa el último ejemplo de las capacidades de habilitación que ofrece la impresión 3D integrada, una técnica pionera en nuestro laboratorio", dijo Lewis.
"La función y la flexibilidad de diseño de este método no tienen paralelo", dijo Truby. "Esta nueva tinta combinada con nuestro proceso de impresión 3D incorporado nos permite combinar tanto la detección suave como la actuación en un sistema robótico integrado".
Para probar los sensores, el equipo imprimió una pinza robótica suave compuesta por tres dedos suaves o actuadores. Los investigadores probaron la capacidad de la pinza para detectar la presión de inflado, la curvatura, el contacto y la temperatura. Incorporaron múltiples sensores de contacto, para que la pinza pudierasentir ligeros y toques profundos.
"La robótica suave generalmente está limitada por las técnicas de moldeo convencionales que limitan las opciones de geometría o, en el caso de la impresión comercial en 3D, la selección de materiales que dificulta las opciones de diseño", dijo Robert Wood, profesor de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Charles River en SEAS, Miembro principal de la facultad del Instituto Wyss y coautor del artículo. "Las técnicas desarrolladas en el Laboratorio Lewis tienen la oportunidad de revolucionar la forma en que se crean los robots, alejándose de los procesos secuenciales y creando robots complejos y monolíticos con sensores integrados.y actuadores "
A continuación, los investigadores esperan aprovechar el poder del aprendizaje automático para entrenar estos dispositivos para agarrar objetos de diferentes tamaños, formas, texturas superficiales y temperaturas.
La investigación fue coautora de Abigail Grosskopf, Daniel Vogt y Sebastien Uzel. Fue apoyada en parte por Harvard MRSEC y el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences . Original escrito por Leah Burrows. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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