ShapeShifting Soft Robot para tierra y mar

Los investigadores han creado robots blandos que cambian de forma y que pueden caminar, rodar, gatear e incluso nadar con facilidad tanto en tierra como en el mar.

Gracias a Tiktaalik, "el pez que salió del agua", los investigadores pudieron desarrollar un robot que puede moverse fácilmente de la tierra al mar. Hemos visto robots que pueden caminar por terrenos irregulares con facilidad. Sin embargo, cambiar de caminar a nadar, como en la mayoría de los animales, también podría considerarse una habilidad muy útil para aplicaciones robóticas.

Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon han desarrollado robots blandos que pueden, por ejemplo, cambiar sin problemas de caminar a nadar o de gatear a rodar. Para permitir tal transición en máquinas puras, los investigadores adaptaron un actuador biestable hecho de caucho blando impreso en 3D que contiene resortes de aleación con memoria de forma que responden a las corrientes eléctricas contrayéndose, lo que hace que se doblen. El equipo usó este movimiento biestable para cambiar la forma del actuador o robot. Una vez que el robot cambia de forma, permanece estable hasta que otra carga eléctrica lo convierte de nuevo a su configuración anterior.

Por otro lado, también puede ser un desafío inspirarse en la naturaleza. "Adaptar la transición de los animales de caminar a nadar, gatear y saltar es un gran desafío para la robótica suave y bioinspirada", dijo Carmel Majidi, profesora del departamento de ingeniería mecánica de la Facultad de Ingeniería de CMU. Por ejemplo, un robot que desarrolló el equipo tiene cuatro actuadores curvos unidos a las esquinas de un cuerpo del tamaño de un teléfono celular compuesto por dos actuadores biestables. En tierra, los actuadores curvos actúan como piernas, lo que permite que el robot camine. En el agua, los actuadores biestables cambian la forma del robot, colocando los actuadores curvos en una posición ideal para actuar como una hélice para que pueda nadar.

El equipo desarrolló otros dos robots: uno que puede gatear y saltar, y otro inspirado en orugas y escarabajos que pueden gatear y rodar. Los actuadores solo requieren cien milisegundos de carga eléctrica para cambiar de forma y son duraderos. El equipo hizo que una persona montara en bicicleta sobre uno de los actuadores varias veces y cambió la forma de sus robots cientos de veces para demostrar su durabilidad.

Estos robots podrían usarse en situaciones de rescate o para interactuar con criaturas marinas o corales en un futuro cercano. El uso de resortes activados por calor en los actuadores podría abrir aplicaciones en monitoreo ambiental, háptica y electrónica y comunicaciones reconfigurables.

Referencia: Dinesh K. Patel et al., Actuador blando biestable altamente dinámico para robots blandos multimodales reconfigurables, Tecnologías de materiales avanzados (2022). DOI: 10.1002/admt.202201259