Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Elon han desarrollado una técnica que les permite controlar de forma remota el movimiento de robots blandos, bloquearlos en su posición durante el tiempo que sea necesario y luego reconfigurar los robots en nuevas formas. La técnica depende de la luzy campos magnéticos.
"Estamos particularmente entusiasmados con la reconfigurabilidad", dice Joe Tracy, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en NC State y autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo. "Al diseñar las propiedades del material, podemos controlar elmovimiento remoto del robot blando; podemos lograr que mantenga una forma determinada; luego podemos devolver el robot a su forma original o modificar aún más su movimiento; y podemos hacer esto repetidamente. Todas esas cosas son valiosas, en términos de esta tecnologíautilidad en aplicaciones biomédicas o aeroespaciales "
Para este trabajo, los investigadores utilizaron robots blandos hechos de un polímero incrustado con micropartículas de hierro magnético. En condiciones normales, el material es relativamente rígido y mantiene su forma. Sin embargo, los investigadores pueden calentar el material utilizando la luz de un emisor de luzdiodo LED, que hace que el polímero sea flexible. Una vez flexible, los investigadores demostraron que podían controlar la forma del robot de forma remota mediante la aplicación de un campo magnético. Después de formar la forma deseada, los investigadores podían eliminar la luz LED, permitiendo que el robot se reanudarasu rigidez original: bloquea efectivamente la forma en su lugar.
Aplicando la luz por segunda vez y eliminando el campo magnético, los investigadores podrían lograr que los robots blandos vuelvan a sus formas originales. O podrían aplicar la luz nuevamente y manipular el campo magnético para mover los robots o hacer que asumannuevas formas.
En pruebas experimentales, los investigadores demostraron que los robots blandos se podían usar para formar "agarradores" para levantar y transportar objetos. Los robots blandos también se podían usar como voladizos o plegados en "flores" con pétalos que se doblan en diferentes direcciones.
"No estamos limitados a configuraciones binarias, como un capturador abierto o cerrado", dice Jessica Liu, primera autora del artículo y estudiante de doctorado en NC State. "Podemos controlar la luz para garantizarque un robot mantendrá su forma en cualquier punto "
Además, los investigadores desarrollaron un modelo computacional que se puede utilizar para simplificar el proceso de diseño del robot blando. El modelo les permite ajustar la forma, el grosor del polímero, la abundancia de micropartículas de hierro en el polímero y el tamaño.y dirección del campo magnético requerido antes de construir un prototipo para realizar una tarea específica.
"Los siguientes pasos incluyen la optimización del polímero para diferentes aplicaciones", dice Tracy. "Por ejemplo, los polímeros de ingeniería que responden a diferentes temperaturas para satisfacer las necesidades de aplicaciones específicas".
El artículo, "Reconfiguración controlada fototérmicamente y magnéticamente de compuestos poliméricos para la robótica suave" aparece en la revista Avances científicos . El primer autor del artículo es Jessica Liu, estudiante de doctorado en NC State. El documento fue escrito en colaboración con Jonathan Gillen, un ex estudiante de pregrado en NC State; Sumeet Mishra, un ex estudiante de doctorado enNC State; y Benjamin Evans, profesor asociado de física en la Universidad de Elon.
El trabajo se realizó con el apoyo de la National Science Foundation NSF bajo las subvenciones CMMI-1663416 y CMMI-1662641. El trabajo también fue apoyado por el Research Triangle MRSEC, que está financiado por NSF bajo la subvención DMR-1121107; yEl Centro de Instrumentación Analítica del Estado de Carolina del Norte y el Centro de Instrumentación de Materiales Compartidos de la Universidad de Duke, que cuentan con el apoyo del Estado de Carolina del Norte y la subvención NSF ECCS-1542015.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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