Los científicos desarrollan el primer robot blando del mundo con un cuerpo impreso en 3D que puede saltar como un ser humano

El primer robot blando impreso en 3D del mundo puede saltar como un humano

Los investigadores de la Universidad de Harvard han desarrollado el primer robot con un cuerpo impreso en 3D que transita de un núcleo rígido a un exterior blando y es capaz de más de 30 saltos no atados. El robot es alimentado por una combinación de butano y oxígeno. Puede parecer blando y esponjoso al tacto, pero un nuevo robot es fuerte por dentro y está listo para saltar, dijeron los investigadores.

“Creemos que reunir materiales blandos y rígidos ayudará a crear una nueva generación de robots rápidos y alertas que sean más saludables y flexibles que sus predecesores y que puedan trabajar de manera segura junto a los humanos”, dijo Michael Tolley, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Universidad de California – San Diego.

Tolley dijo que la idea de mezclar materiales blandos y duros en el cuerpo del robot provino de la naturaleza. Por ejemplo, ciertas especies de mejillones tienen un pie que comienza siendo blando y luego se vuelve rígido en el punto donde hace contacto con las rocas.

Los científicos dijeron que tales robots saltarines podrían algún día ser útiles en entornos hostiles demasiado peligrosos para los humanos, particularmente porque los bots son capaces de sobrevivir caídas duras y otras condiciones inesperadas.

Los robots blandos tienden a ser lentos, especialmente al realizar tareas sin estar atados a fuentes de energía y otros dispositivos electrónicos. Los investigadores esperan que su trabajo permita una mejor integración de componentes rígidos dentro de robots blandos, que luego se moverán más rápido sin comprometer la seguridad de los humanos que trabajarían con ellos. Las capas rígidas crean una mejor interfaz con los cerebros electrónicos y las fuentes de energía del dispositivo. Las capas blandas lo hacen menos vulnerable a daños cuando aterriza después de saltar.

“Una posible aplicación salvaje sería en el espacio — en la luna o Marte u otros planetas”, dijo Nicholas Bartlett, coautor del estudio y robótica en la Universidad de Harvard. “También podrías pensar en un uso más práctico, como misiones de búsqueda y rescate en escenarios de desastre como edificios colapsados, donde un robot blando podría ir a donde ningún robot con ruedas podría navegar”.

El robot impulsado por combustión tiene dos partes principales: un cuerpo blando similar a un émbolo con tres patas neumáticas y un componente central rígido que contiene el mecanismo de energía y control.

El módulo central está protegido por una guardia semiblanda creada con una impresora 3D. Para comenzar el movimiento, el robot infla sus patas neumáticas para inclinar su cuerpo en la dirección que desea ir.

Harvard cree que es un potente saltador, alcanzando hasta seis veces la altura de su cuerpo en saltos verticales y la mitad de su tamaño corporal en saltos transversales. En el campo, el movimiento de salto podría ser una forma efectiva de moverse rápida y fácilmente alrededor de obstáculos.

“Lo maravilloso de los robots blandos es que se prestan bien a la crueldad”, dijo Nicholas Bartlett, primer autor del artículo.

El robot está hecho de dos hemisferios anidados. El hemisferio superior es como una media concha, impresa en 3D en una sola pieza, con nueve capas diferentes de severidad, creando una estructura que va desde la flexibilidad similar al caucho en el exterior hasta la rigidez total cerca del núcleo.

Los investigadores probaron varias versiones del diseño y concluyeron que un tope completamente firme haría saltos más altos. Pero un pico más flexible era más probable que soportara impactos al aterrizar, permitiendo que el robot se reutilizara. Decidieron optar por el diseño más flexible.

La mitad inferior del robot es flexible e incluye una pequeña cámara donde se inyectan oxígeno y butano antes de que salte. Después de que los gases se encienden, esta mitad se comporta muy parecido a un balón de baloncesto que se infla casi directamente, propulsando al robot en un salto. Cuando se agota la carga química, el hemisferio inferior vuelve a su forma original.

Los dos hemisferios rodean un módulo central rígido que alberga una placa de circuito personalizada, fuente de energía de alto voltaje, batería, compresor de aire en miniatura, celda de combustible de butano y otros componentes. La investigación fue publicada en la revista Science.

El aumento del ancho de los materiales ajustados con impresoras 3D está permitiendo a los ingenieros prototipar nuevos diseños más rápido y desmintiendo el viejo dicho de que la complejidad aumentada necesariamente conduce a un aumento de costos.

“La robótica blanda es un subcampo relativamente prometedor, y la impresión 3D está ampliando el rango de cosas que podemos hacer de una manera realmente práctica”, dijo Wood.

La investigación fue publicada en la revista Science.