Robot “sin cerebro” navega entornos complejos en un avance en la robótica

En el campo en constante evolución de la robótica, los investigadores han introducido una novedosa innovación: un robot suave que no requiere dirección humana o computacional para navegar incluso en entornos complejos. Esta nueva invención se basa en trabajos previos en los que un robot suave demostró habilidades de navegación básicas en laberintos más simples.

Aprovechando la inteligencia física para la navegación

Jie Yin, coautor correspondiente del estudio y profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte, arrojó luz sobre este avance:

“En nuestro trabajo anterior, demostramos que nuestro robot suave podía girar y torcerse a través de un curso de obstáculos muy simple. Sin embargo, no podía girar a menos que encontrara un obstáculo. Esta limitación significaba que el robot sometimes podía quedar atrapado, rebotando hacia adelante y hacia atrás entre obstáculos paralelos.”

Agregó, “Hemos desarrollado un nuevo robot suave que es capaz de girar por sí solo, lo que le permite atravesar laberintos sinuosos, incluso esquivar obstáculos en movimiento. Todo esto se logra utilizando inteligencia física, no dependiendo de la guía de una computadora.”

El término “inteligencia física” denota el comportamiento intrínseco de objetos dinámicos, como los robots suaves, definidos por su diseño estructural y materiales, en lugar de intervención humana o computacional externa.

Esta nueva generación de robots suaves emplea elastómeros de cristal líquido en forma de cinta. Cuando se colocan en una superficie más cálida que el aire circundante, específicamente por encima de 55 grados Celsius (131 grados Fahrenheit), la cinta en contacto con la superficie se contrae mientras que la parte expuesta permanece sin cambios. Esta discrepancia desencadena un movimiento de rodadura, que se acelera con la temperatura de la superficie.

Innovación a través de la asimetría

El aspecto distintivo de este robot radica en su diseño. A diferencia de su predecesor simétrico, la nueva versión consta de dos mitades distintas. Un segmento se extiende en una línea recta que se asemeja a una cinta retorcida, mientras que el otro se asemeja a una cinta enrollada en espiral como una escalera.

Esta desviación en el diseño lleva a que un extremo del robot ejerza más fuerza que el otro, lo que provoca un movimiento no lineal. Yao Zhao, el primer autor del artículo y un investigador postdoctoral en la Universidad Estatal de Carolina del Norte, explica el principio: “Piense en una taza de plástico con una boca más ancha que su base. Cuando la rueda, no sigue una trayectoria recta, sino que se curva a través de una superficie. Ese es el efecto de su diseño asimétrico.”

Zhao explica aún más, “El concepto detrás de nuestro nuevo robot es bastante simple: debido a su diseño asimétrico, gira de forma autónoma sin necesidad de contacto con objetos. Así, mientras puede redirigir su camino al encontrar un objeto – una característica que le permite atravesar laberintos – no puede quedar atrapado entre barreras paralelas. Su movimiento en arco le permite escapar efectivamente.”

Las pruebas en este robot mostraron su capacidad para maniobrar a través de laberintos intrincados, incluso aquellos con paredes que cambian. Impresionantemente, podía pasar a través de brechas más pequeñas que su propio tamaño. Estas pruebas se llevaron a cabo en diversos terrenos, como superficies metálicas y arena.

Este trabajo innovador introduce una perspectiva innovadora en el diseño de robots suaves. Como dice Yin, “Este trabajo es otro paso adelante en ayudarnos a desarrollar enfoques innovadores para el diseño de robots suaves – especialmente para aplicaciones en las que los robots suaves pueden aprovechar la energía térmica ambiental.”

Como el mundo de la robótica crece, el potencial de estos robots suaves “sin cerebro” en aplicaciones del mundo real parece ilimitado.