Una válvula de presión que se asemeja a la apertura de una botella de ketchup permite que los robots blandos se muevan y reaccionen a su entorno. Estos robots no necesitan dispositivos electrónicos para mover las piernas en ningún orden en particular.
Cinco dedos robóticos alargados y angulares, hechos de un material esponjoso, se enroscan suavemente uno por uno. Es como si la mano robótica, desarrollada por el instituto de investigación AMOLF de Ámsterdam, estuviera tamborileando sobre una mesa invisible. Los dedos suaves y flexibles funcionan con presión de aire y no requieren componentes electrónicos.
Cuando piensa en robots, puede pensar en máquinas duras de acero que se mueven bruscamente, como dispositivos funcionales en fábricas, o en los simpáticos robots de las películas, como Wall-E o R2-D2. Pero hoy en día, los investigadores también están trabajando en robots que son suaves como los seres vivos y que responden de manera suave y reflexiva a su entorno. Esto es necesario para permitir que los robots trabajen de forma segura con y para las personas, por ejemplo, en el sector sanitario.
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botella de salsa de tomate
Los investigadores de AMOLF presentan en su último artículo de investigación un robot suave que funciona con presión de aire. Sin el uso de dispositivos electrónicos, puede caminar y cambiar el ritmo en respuesta al entorno.
Para ello, los robots utilizan una válvula de presión cuyo diseño se asemeja a la apertura de una botella de ketchup. Si le das la vuelta a la botella de ketchup, esta válvula se cierra. Solo si aprietas la botella lo suficiente, la tapa se abrirá y saldrá el ketchup.
Apretar una botella con demasiada fuerza puede hacer que la salsa de tomate chisporrotee cuando la abertura se abre y se cierra rápidamente. ‘Vi este fenómeno hace unos años’, dice el físico de AMOLF Bas Overvelde† “Entonces pensé ‘esto es interesante'”.
Recientemente, por diversión, el equipo intentó replicar los experimentos de ketchup en el laboratorio. Pero eso resultó no ser fácil. Overvelde: ‘Parece que han adaptado el diseño de la tapa para que chisporrotee menos. Pero para nosotros es precisamente este comportamiento normalmente indeseable lo que es interesante.’
moviéndose rítmicamente
Los investigadores hicieron su propia abertura de válvula con goma de silicona en la que cortaron pequeñas muescas. Conectaron esto a una bomba, una especie de globo y un dedo robótico suave.
Inflan el globo con la bomba. Cuando la presión en él es lo suficientemente alta, la válvula del dedo del robot se abre y hace que el dedo se mueva.
“Cuando conectamos dos dedos robóticos con válvulas a un globo, sucedió algo inesperado”, dice un miembro del equipo. Lucas van Laake† ‘Los dedos entonces se mueven exactamente hacia adelante y hacia atrás.’
Esto se debe a que una válvula, que responde a una presión ligeramente más baja, se abre primero. Esto hace que la presión en el globo caiga de modo que la segunda válvula no pueda abrirse. Si luego vuelve a aumentar la presión, la primera válvula no volverá a abrirse, porque el dedo todavía está ligeramente doblado. La primera válvula, por así decirlo, ha recordado que acaba de abrirse y se salta una vuelta. Esto le da a la segunda válvula la oportunidad de abrirse y el segundo dedo se mueve.
Este efecto crea un ritmo en el que se mueve un dedo tras otro. Esto también funciona con cuatro o cinco dedos robóticos suaves. Por ejemplo, puede dejar que una mano robótica suave tamborilee rítmicamente.
Robot andante y corazón artificial
También ves este movimiento alternativo en los movimientos naturales, como las criaturas que caminan. Gracias a este ritmo, un robot blando con cuatro patas de aire a presión podría caminar por sí mismo, sin control externo.
El ritmo se adapta a medida que cambia el entorno. Si los investigadores cerraran brevemente uno de los tubos de aire, la mano del robot cambiaría a un ritmo de tambor diferente, por ejemplo. De acuerdo con este principio, en el futuro un robot andante suave podría cambiar su ritmo de marcha por sí mismo cuando vaya más rápido o cuando encuentre un obstáculo.
Los investigadores también están pensando más adelante. Van Laake: ‘La robótica blanda todavía está al comienzo de su desarrollo. Ahora estamos trabajando en piezas que duren más y sean más eficientes, porque estamos pensando en aplicaciones en el cuerpo humano, como un corazón artificial”. El objetivo es hacer que un corazón artificial suave lata sin electrónica compleja y dura.