Dr. David Zarrouk, Director del Laboratorio de Robótica Médica y Bioinspirada – Serie de Entrevistas

David es profesor titular (profesor asistente) en el departamento de ME de la Universidad Ben Gurion del Negev y director de la Laboratorio de Robótica Médica y Bioinspirada. Sus intereses se encuentran en los campos de biomimética, milisistemas, robótica en miniatura, interacciones flexibles y resbaladizas, robótica espacial, mecanismos subactuados y mínimamente accionados y cinemática teórica.

¿Qué es lo que inicialmente le atrajo del campo de la robótica?

Desde mi infancia siempre me fascinaron las máquinas. Siempre traté de construirlos y, finalmente, después de graduarme con mi licenciatura en Ingeniería Mecánica, me emocionó poder concentrarme en desarrollar robots en la Universidad Ben-Gurion del Negev que pueden arrastrarse dentro del cuerpo.

 

Tienes un doctorado. en robótica médica. ¿Cuáles son algunos de los tipos de aplicaciones de robótica médica que más le entusiasman?

Cualquier aplicación que implique precisión que pueda programarse es un posible candidato para una solución robótica. Dos robots en los que trabajé en el pasado involucraban a aquellos que se arrastran dentro del cuerpo y realizan cirugías cerebrales con agujas.

 

Un robot que creaste se llama The Flying Star, que es un robot híbrido de rastreo y vuelo. ¿Cuál fue la inspiración detrás de este robot?

El mecanismo de expansión de los robots STAR está inspirado en los insectos, pero incluye ruedas que combinan las ventajas de las criaturas bioinspiradas y los vehículos con ruedas.

¿Cuáles fueron algunos de los desafíos detrás de la construcción de The Flying Star?

El Flying STAR no es un cuadricóptero normal, ya que cambia la orientación de sus alas, lo que influye en su dinámica de control general. Las diferentes variables de diseño fueron desafiantes al principio y la transición entre los modos de vuelo y conducción requería piezas únicas que tuvimos que desarrollar nosotros mismos.

 

Me impresionó lo versátil que es The Flying Star, literalmente puede esquivar obstáculos, gatear debajo de ellos, volar sobre ellos, etc. ¿Puedes hablar sobre cómo The Flying Star toma la decisión sobre qué modo de transporte usar? ¿Cómo elige si gatear debajo de un objeto o volar por encima?

El STAR volador está diseñado inicialmente para fines de búsqueda y rescate y para la entrega de paquetes de última milla. Estamos desarrollando algoritmos para determinar cuándo volar o conducir en función de las distancias y los requisitos de energía, pero también de la forma del obstáculo. El algoritmo de decisión, que aún se está desarrollando, se basará en el mapeo de cámaras del entorno. Si una abertura es lo suficientemente alta como para arrastrarse por debajo, el FSTAR simplemente la atravesará. De lo contrario, volará. Es posible que aún se necesite un operador humano en espacios confinados desafiantes (como escombros).

 

Mi primera impresión cuando vi el video del robot de seguimiento continuo reconfigurable mínimamente accionado es que con una cámara en el timón sería perfecto para búsqueda y rescate. ¿Cuáles son algunos casos de uso que imagina para un robot de este tipo?

El robot reconfigurable de vía continua se ha desarrollado principalmente para fines de búsqueda y rescate en terrenos difíciles como los escombros. Pero también se puede usar para otras aplicaciones, como excavación, agricultura y rastreo dentro de tuberías para mantenimiento industrial.

Uno de sus proyectos anteriores es SAW, un robot de seguimiento continuo reconfigurable mínimamente accionado. ¿Cuál fue la inspiración detrás de este robot?

El robot SAW (onda de actuador único) se inspiró originalmente en un organismo biológico en miniatura que nada ondulando sus colas. Crear este robot fue muy desafiante. Aunque las ecuaciones mostraron que se necesita un solo motor para desarrollar el movimiento ondulatorio, realizar este movimiento mecánicamente no fue sencillo. Encontré la solución cuando estaba dictando el curso Diseño mecánico y me di cuenta de que la proyección lateral de un resorte es una función sinusoidal que avanza cuando se gira el resorte.

¿Qué tan pequeño podrías finalmente hacer SAW? ¿Es posible tener un robot de tamaño similar en el futuro que pueda usarse para viajar dentro del cuerpo humano?

El objetivo principal del robot SAW es arrastrarse dentro del cuerpo. Nuestro último diseño tiene menos de 1.5 cm de ancho y es capaz de arrastrarse dentro del intestino del cerdo (ex-vivo). Actualmente, estamos buscando financiamiento para desarrollar robots más pequeños que se arrastren dentro del sistema digestivo. Creemos que esto es muy posible.

 

Una de las observaciones que hice de sus robots es que muchos de ellos se basan en la simplicidad. ¿Intenta intencionalmente ser minimalista cuando se trata de la cantidad de componentes de trabajo en cualquier robot?

Seguimos la lógica de la simplicidad. Un dicho atribuido a Albert Einstein dice: “Todo debería ser lo más simple posible, pero no más simple”. Una menor cantidad de componentes significa una mayor confiabilidad, una vida útil más larga, una mayor densidad de potencia y hace que sea mucho más fácil reducir el tamaño de los robots.

 

¿En que estas trabajando actualmente?

En mi laboratorio de la Universidad Ben-Gurion, actualmente estamos trabajando en múltiples proyectos que incluyen el modelado de un robot que puede arrastrarse dentro del cuerpo, robots en serie para aplicaciones agrícolas y algunos pequeños robots de búsqueda y rescate.

 

¿Algo más que te gustaría compartir con nuestros lectores?

Animo encarecidamente a los padres y los niños a participar en la mecatrónica/robótica. Con la tecnología actual, es posible comprar componentes fáciles de usar (impresoras 3D, controladores arduino, motores, sensores, etc.) a bajo costo y programarlos con los recursos domésticos disponibles. Puede ser una actividad divertida para toda la familia (sobre todo en este periodo de tiempo en el que estamos mayormente en casa). También animo a los niños a participar en las ciencias y el uso de computadoras con fines educativos (no solo para jugar).

Gracias por la entrevista. Realmente disfruto aprender sobre su enfoque único para diseñar robótica verdaderamente innovadora. Los lectores que deseen obtener más información deben visitar el Laboratorio de Robótica Médica y Bioinspirada.