Oruga

Universidad Estatal de Carolina del Norte, Raleigh, Carolina del Norte

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han demostrado un robot blando parecido a una oruga que puede moverse hacia adelante, hacia atrás e incluso sumergirse en espacios estrechos. El movimiento del robot oruga está impulsado por un novedoso patrón de nanocables de plata que utilizan calor para controlar la forma en que el robot se dobla.

"El movimiento de una oruga está controlado por la curvatura local de su cuerpo; su cuerpo se curva de manera diferente cuando se empuja hacia adelante que cuando se empuja hacia atrás", dijo Yong Zhu de NC State. “Nos hemos inspirado en la biomecánica de la oruga para imitar esa curvatura local y utilizamos calentadores de nanocables para controlar una curvatura y un movimiento similares en el robot oruga.

"Diseñar robots blandos que puedan moverse en dos direcciones diferentes es un desafío importante en la robótica blanda", añadió Zhu. “Los calentadores de nanocables integrados nos permiten controlar el movimiento del robot de dos maneras. Podemos controlar qué secciones del robot se doblan controlando el patrón de calentamiento en el robot blando. Y podemos controlar hasta qué punto esas secciones se doblan controlando la cantidad de calor que se aplica”.

El robot oruga consta de dos capas de polímero, que reaccionan de manera diferente cuando se exponen al calor. La capa inferior se contrae cuando se expone al calor; la capa superior se expande cuando se expone al calor. Un patrón de nanocables de plata está incrustado en la capa de polímero en expansión. El patrón incluye múltiples puntos conductores donde los investigadores pueden aplicar una corriente eléctrica. Los investigadores pueden controlar qué secciones del patrón de nanocables se calientan aplicando una corriente eléctrica a diferentes puntos del cable, y pueden controlar la cantidad de calor aplicando más o menos corriente.

"Demostramos que el robot oruga es capaz de impulsarse hacia adelante y hacia atrás", dijo Shuang Wu de NC State. “En general, cuanto más corriente aplicáramos, más rápido se movería en cualquier dirección. Sin embargo, descubrimos que había un ciclo óptimo, que le daba tiempo al polímero para enfriarse, permitiendo efectivamente que el "músculo" se relajara antes de contraerse nuevamente. Si intentábamos hacer girar el robot oruga demasiado rápido, el cuerpo no tenía tiempo de "relajarse" antes de contraerse nuevamente, lo que perjudicaba su movimiento".

También demostraron que el movimiento del robot oruga podía controlarse hasta el punto de que los usuarios podían dirigirlo por debajo de un espacio muy reducido. En esencia, los investigadores pudieron controlar tanto el movimiento hacia adelante como hacia atrás, así como hasta qué punto el robot se inclinó hacia arriba en cualquier punto de ese proceso.

"Este enfoque para impulsar el movimiento en un robot blando es altamente eficiente desde el punto de vista energético y estamos interesados ​​en explorar formas en las que podamos hacer que este proceso sea aún más eficiente", dijo Zhu. "Los próximos pasos adicionales incluyen la integración de este enfoque para la locomoción suave de robots con sensores u otras tecnologías para su uso en diversas aplicaciones, como dispositivos de búsqueda y rescate".

Para obtener más información, comuníquese con Matt Shipman en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para verlo.

Este artículo apareció por primera vez en la edición de agosto de 2023 de la revista Tech Briefs.

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