Para hacer que los robots sean más cooperativos y que realicen tareas muy cerca de los humanos, deben ser más suaves y seguros. Un nuevo actuador desarrollado por un equipo dirigido por George Whitesides, Ph.D., que es miembro de la facultad principal deEl Instituto Wyss de Harvard para la Ingeniería de Inspiración Biológica y el Profesor de Química y Biología Química de la Universidad Woodford L. y Ann A. Flowers en la Facultad de Artes y Ciencias FAS de la Universidad de Harvard - genera movimientos similares a los de los músculos esqueléticos utilizando el poder del vacío para automatizarvigas de goma blandas.
Al igual que los músculos reales, los actuadores son suaves, absorben los golpes y no representan ningún peligro para su entorno o para los humanos que trabajan en colaboración con ellos o los posibles robots futuros equipados con ellos. El trabajo se informó el 1 de junio en la revista Tecnologías de materiales avanzados .
"Funcionalmente, nuestro actuador modela el músculo bíceps humano", dijo Whitesides, quien también es director del Instituto Kavli de Ciencia y Tecnología Bionano en la Universidad de Harvard. "Hay otros actuadores suaves que se han desarrollado, pero este esmás similar al músculo en términos de tiempo de respuesta y eficiencia ".
El equipo de Whitesides adoptó un enfoque poco convencional para su diseño, confiando en el vacío para disminuir el volumen del actuador y hacer que se pandee. Mientras que la ingeniería convencional consideraría que el pandeo es una inestabilidad mecánica y un punto de falla, en este caso el equipo aprovechóEsta inestabilidad para desarrollar VAMP estructuras neumáticas inspiradas en músculos accionadas por vacío. Mientras que los actuadores suaves anteriores se basan en sistemas presurizados que se expanden en volumen, los VAMP imitan el músculo verdadero porque se contraen, lo que los convierte en un candidato atractivo para su uso en espacios reducidos y parauna variedad de propósitos.
El actuador, que consta de vigas de goma blanda o 'elastoméricas', se llena con pequeñas cámaras de aire huecas como un panal. Al aplicar vacío, las cámaras colapsan y todo el actuador se contrae, generando movimiento. La estructura interna de panal puede sera medida para permitir movimientos lineales, de torsión, flexión o combinatorios.
"Tener VAMP construidos con elastómeros blandos facilitaría mucho la automatización de un robot que podría usarse para ayudar a los humanos en la industria de servicios", dijo el primer autor del estudio, Dian Yang, quien era un investigador graduado que cursaba su doctorado.en Ciencias de la Ingeniería en Harvard durante el tiempo del trabajo, y ahora es Investigador Postdoctoral.
El equipo prevé que los robots construidos con VAMP se puedan utilizar para ayudar a los discapacitados o los ancianos, para servir alimentos, entregar productos y realizar otras tareas relacionadas con la industria de servicios. Además, los robots blandos podrían hacer que las líneas de producción industriales sean más seguras y rápidasy el control de calidad es más fácil de administrar al permitir que los operadores humanos trabajen en el mismo espacio.
Aunque todavía no se ha desarrollado un sistema de control complejo para los VAMP, este tipo de actuación es fácil de controlar debido a su simplicidad: cuando se aplica vacío, los VAMP se contraerán. Pueden usarse como parte de un sistema conectado o no conectado segúnsegún las necesidades ambientales o de rendimiento. Además, los VAMP están diseñados para evitar fallas; incluso cuando se dañan con un orificio de 2 mm, el equipo demostró que los VAMP seguirán funcionando. En caso de que se produzcan daños importantes en el sistema, este falla de manera segura.
"No puede explotar, por lo que es intrínsecamente seguro", dijo Whitesides.
Mientras que otros actuadores alimentados por electricidad o combustión podrían causar daños a las personas o su entorno, la pérdida de presión de vacío en los VAMP simplemente dejaría al actuador inmóvil.
"Estos actuadores autocurativos y bioinspirados nos acercan un paso más a poder construir robots de cuerpo completamente blando, lo que puede ayudar a cerrar la brecha entre humanos y robots y abrir áreas de aplicación completamente nuevas en la medicina y más allá", dijoEl director fundador de Wyss, Donald Ingber, MD, Ph.D., quien también es profesor Judah Folkman de Biología Vascular en la Escuela de Medicina de Harvard y el Programa de Biología Vascular del Boston Children's Hospital, así como profesor de Bioingeniería en la Escuela de Harvard John A. Paulson deIngeniería y Ciencias Aplicadas SEAS.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica en Harvard . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :