La vista de un RoboBee cayendo hacia una pared o chocando contra una caja de vidrio puede haber desencadenado el pánico en los investigadores del Harvard Microrobotics Laboratory en la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Science SEAS, pero no más.
Los investigadores de SEAS y el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada han desarrollado un RoboBee resistente impulsado por músculos artificiales blandos que pueden chocar contra las paredes, caer al piso y chocar con otros RoboBees sin sufrir daños. Es el primer microrobot alimentado poractuadores suaves para lograr un vuelo controlado.
"Ha habido un gran impulso en el campo de los microrobóticos para hacer robots móviles con actuadores blandos porque son muy resistentes", dijo Yufeng Chen, un ex estudiante graduado y becario postdoctoral en SEAS y primer autor del artículo ".Sin embargo, muchas personas en el campo se han mostrado escépticas de que puedan usarse para volar robots porque la densidad de potencia de esos actuadores simplemente no ha sido lo suficientemente alta y son notoriamente difíciles de controlar. Nuestro actuador tiene una densidad de potencia y una capacidad de control lo suficientemente altas como paralograr vuelo estacionario "
La investigación se publica en Naturaleza .
Para resolver el problema de la densidad de potencia, los investigadores se basaron en los actuadores suaves de accionamiento eléctrico desarrollados en el laboratorio de David Clarke, profesor de materiales de la familia Tarr extendida. Estos actuadores suaves están hechos con elastómeros dieléctricos, materiales blandos con buen aislamientopropiedades, que se deforman cuando se aplica un campo eléctrico.
Al mejorar la conductividad del electrodo, los investigadores pudieron operar el actuador a 500 Hertz, a la par con los actuadores rígidos utilizados previamente en robots similares.
Otro desafío cuando se trata de actuadores blandos es que el sistema tiende a ceder y a volverse inestable. Para resolver este desafío, los investigadores construyeron una célula liviana con un hilo de restricción vertical para evitar que el actuador se pandee.
Los actuadores blandos se pueden ensamblar y reemplazar fácilmente en estos robots de pequeña escala. Para demostrar diversas capacidades de vuelo, los investigadores construyeron varios modelos diferentes del RoboBee de motor blando. Un modelo de dos alas podía despegar desde el suelo pero no tenía máscontrol. Un modelo de cuatro alas y dos actuadores podría volar en un entorno desordenado, superando múltiples colisiones en un solo vuelo.
"Una ventaja de los robots a pequeña escala y de baja masa es su resistencia a los impactos externos", dijo Elizabeth Farrell Helbling, ex estudiante de posgrado en SEAS y coautora del documento. "El actuador suave proporciona un beneficio adicional porquepuede absorber el impacto mejor que las estrategias de actuación tradicionales. Esto sería útil en aplicaciones potenciales como volar entre escombros para misiones de búsqueda y rescate ".
Un modelo de ocho alas y cuatro actuadores demostró un vuelo estacionario controlado, el primero para un microrobot volador de potencia suave.
A continuación, los investigadores apuntan a aumentar la eficiencia del robot de potencia suave, que todavía está muy por detrás de los robots voladores más tradicionales.
"Los actuadores blandos con propiedades similares a los músculos y la activación eléctrica representan un gran desafío en la robótica", dice Robert Wood, profesor de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Charles River en SEAS, miembro principal de la facultad del Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada y autor principal"Si pudiéramos diseñar músculos artificiales de alto rendimiento, el cielo es el límite para los robots que podríamos construir".
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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