Robótica e IA física
Memoria de Acceso Aleatorio Neumática con Energía Aérea Puede Controlar Movimientos de Robots Suaves
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Los ingenieros de la Universidad de California – Riverside han desarrollado una memoria de computadora con energía aérea que puede ayudar a controlar los movimientos de robots suaves. El nuevo sistema aborda uno de los mayores desafíos en la robótica suave, que es la falta de coincidencia entre neumática y electrónica.
La investigación se publicó en PLOS One.
Se utiliza aire a presión para mover las extremidades y garras de goma suaves de los robots suaves neumáticos, que son mejores para realizar tareas delicadas que los robots rígidos tradicionales. Al mismo tiempo, también son más seguros.
Los sistemas existentes utilizados para controlar los robots suaves neumáticos dependen de válvulas electrónicas y computadoras para mantener la posición de las partes móviles del robot. Sin embargo, las partes electrónicas aumentan el costo, el tamaño y las demandas de energía de dichos robots.
El equipo estuvo liderado por el estudiante de doctorado en bioingeniería Shane Hoan, el profesor de bioingeniería William Grover, el profesor de ciencias de la computación Phillip Brisk y el profesor de ingeniería mecánica Konstantinos Karydis. El equipo se inspiró en el pasado para avanzar en el campo de la robótica suave.
La “lógica neumática” se utilizó anteriormente para controlar varios productos, como termostatos y sistemas de control de clima en la década de 1990. Depende del aire en lugar de la electricidad, y el aire fluye a través de circuitos o canales. La presión del aire también se utiliza para representar el valor de encendido/apagado o verdadero/falso, y en las computadoras modernas, esto se representa con 1 y 0 en el código, lo que luego puede controlar las cargas eléctricas.
Los robots suaves neumáticos necesitan recordar y mantener las posiciones de sus partes móviles, por lo que los investigadores se propusieron desarrollar una “memoria” de lógica neumática, que podría eliminar la necesidad de la memoria electrónica actualmente utilizada.
https://www.youtube.com/watch?v=FnG7ApR5GS0
Creación de la Memoria de Acceso Aleatorio Neumática
El equipo creó su chip de memoria de acceso aleatorio neumática, o RAM, utilizando válvulas microfluídicas en lugar de transistores electrónicos. Originalmente diseñadas para controlar el flujo de líquidos en chips microfluídicos, las válvulas microfluídicas también pueden controlar el flujo de aire. Las válvulas están selladas contra un diferencial de presión, y esto es cierto incluso cuando están desconectadas de una línea de suministro de aire. Este sistema crea diferenciales de presión atrapados, que actúan como memorias y pueden mantener los estados de los actuadores de un robot.
Al confiar en estos densos arreglos de válvulas, los movimientos robóticos pueden realizar operaciones avanzadas. Al mismo tiempo, reducen la necesidad de hardware electrónico costoso, voluminoso y consumidor de energía.
El equipo modificó primero las válvulas microfluídicas para que pudieran manejar tasas de flujo de aire más grandes. Luego produjeron un chip de RAM neumática de 8 bits que podía controlar robots suaves más grandes y más rápidos antes de incorporarlo en manos de goma impresas en 3D.
La RAM neumática depende del aire a presión atmosférica para representar un valor “0” o FALSO, y se utiliza el vacío para representar un valor “1” o VERDADERO. Cuando se conecta a la presión atmosférica, los dedos robóticos suaves se extienden, y cuando se conecta al vacío, se contraen.
Los investigadores pudieron variar las combinaciones de presión atmosférica y vacío dentro de los canales del chip de RAM para hacer que el robot tocara notas, acordes y eventualmente una canción completa en un piano.
Según el equipo, este sistema podría ser utilizado teóricamente para operar otros robots sin la necesidad de hardware electrónico. Solo requiere una bomba alimentada por batería para crear un vacío.
También no hay riesgo de sobrepresurización accidental y falla del sistema robótico y de control gracias a la ausencia de presión positiva en el sistema. Esto significa que estos robots son mucho más seguros alrededor de los humanos, por lo que podrían ser utilizados como dispositivos portátiles.
