Entrevistas
Dr. David Zarrouk, Director del Laboratorio de Robótica Médica y Bioinspirada – Serie de Entrevistas
David es un profesor senior (profesor asistente) en el departamento de ingeniería mecánica de la Universidad Ben Gurion del Néguev, y director del Laboratorio de Robótica Bioinspirada y Médica. Sus intereses están en los campos de la biomimética, los sistemas de milímetros, la robótica en miniatura, las interacciones flexibles y resbalosas, la robótica espacial, los mecanismos subactuados y minimamente actuados y la cinemática teórica.
¿Qué es lo que inicialmente te atrajo al campo de la robótica?
Desde mi infancia, siempre me fascinaron las máquinas. Siempre intenté construirlas y finalmente, después de graduarme con mi licenciatura en Ingeniería Mecánica, me emocioné de poder enfocarme en desarrollar robots en la Universidad Ben-Gurion del Néguev que puedan gatear dentro del cuerpo.
Tienes un doctorado en robótica médica. ¿Cuáles son algunos de los tipos de aplicaciones de robótica médica que te emocionan más?
Cualquier aplicación que involucre precisión que pueda ser programada es un candidato posible para una solución robótica. Dos robots en los que trabajé en el pasado involucraban a aquellos que gatean dentro del cuerpo y realizan cirugías cerebrales utilizando agujas.
Uno de los robots que creaste se llama The Flying Star, que es un robot híbrido de gateo y vuelo. ¿Cuál fue la inspiración detrás de este robot?
El mecanismo de dispersión de los robots STAR se inspira en 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?
The Flying STAR no es un cuadricóptero regular, 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 el vuelo y los modos de conducción requirió partes únicas que tuvimos que desarrollar por nosotros mismos.
Me impresionó la versatilidad de The Flying Star, puede literalmente esquivar obstáculos, gatear debajo de ellos, volar sobre ellos, etc. ¿Puedes discutir cómo The Flying Star toma la decisión de qué modo de transporte utilizar? ¿Cómo elige si gatear debajo de un objeto o volar sobre él?
The Flying STAR se diseñó inicialmente para propósitos 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 en función de la forma del obstáculo. El algoritmo de decisión, que aún se está desarrollando, se basará en la cartografía de la cámara del entorno. Si una abertura es lo suficientemente alta como para gatear debajo de ella, el FSTAR simplemente conducirá a través de ella. 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 Pista Continua Reconfigurable con Actuación Mínima, es que con una cámara en su parte delantera sería perfecto para la búsqueda y el rescate. ¿Cuáles son algunos de los casos de uso que imaginas para dicho robot?
El robot de pista continua reconfigurable se desarrolló principalmente para propósitos de búsqueda y rescate en terrenos difíciles, como escombros. Pero también se puede utilizar para otras aplicaciones, como excavación, agricultura y gateo dentro de tuberías para mantenimiento industrial.
Uno de tus proyectos anteriores es SAW, un Robot de Pista Continua Reconfigurable con Actuación Mínima. ¿Cuál fue la inspiración detrás de este robot?
El robot SAW (onda de un solo actuador) se inspiró originalmente en organismos biológicos en miniatura que nadan ondulando sus colas. Crear este robot fue muy desafiante. Aunque las ecuaciones mostraban que se necesitaba un solo motor para desarrollar el movimiento ondulado, realizar este movimiento mecánicamente no fue simple. Encontré la solución cuando estaba enseñando el curso de Diseño Mecánico y me di cuenta de que la proyección lateral de un resorte es una función seno que avanza cuando el resorte se gira.
¿Cuán pequeño podrías hacer que SAW sea en última instancia? ¿Es posible tener un robot de un tamaño similar en el futuro que pueda ser utilizado para viajar dentro del cuerpo humano?
El propósito principal del robot SAW es gatear dentro del cuerpo. Nuestro diseño más reciente es menos de 1,5 cm de ancho y es capaz de gatear dentro del intestino de un cerdo (ex vivo). Actualmente, estamos buscando financiamiento para desarrollar robots más pequeños para gatear dentro del sistema digestivo. Creemos que esto es muy posible.
Una de las observaciones que hice de tus robots es que muchos de ellos se basan en la simplicidad. ¿Intentas intencionalmente ser minimalista en cuanto al número de componentes funcionales en cualquier robot?
Seguimos la lógica de la simplicidad. Un dicho atribuido a Albert Einstein dice: “Todo debería ser tan simple como sea posible, pero no más simple”. Un número menor 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 qué estás trabajando actualmente?
En mi laboratorio de la Universidad Ben-Gurion, estamos trabajando actualmente en múltiples proyectos que incluyen la modelización de un robot que puede gatear dentro del cuerpo, robots serie para aplicaciones agrícolas y algunos pequeños robots de búsqueda y rescate.
¿Hay algo más que te gustaría compartir con nuestros lectores?
Animo encarecidamente a los padres y los niños a involucrarse en la mecatrónica/robótica. Con la tecnología de hoy en día, es posible comprar componentes fáciles de usar (impresoras 3D, controladores Arduino, motores, sensores, etc.) a bajo costo y programarlos con recursos disponibles en el hogar. Puede ser una actividad divertida para toda la familia (especialmente en este período de tiempo en el que estamos en casa la mayor parte del tiempo). También animo a los niños a involucrarse en las ciencias y el uso de computadoras con fines educativos (no solo para juegos).
Gracias por la entrevista. Me encanta aprender sobre tu enfoque único para diseñar robots verdaderamente innovadores. Los lectores que deseen aprender más pueden visitar el Laboratorio de Robótica Bioinspirada y Médica.
