Ingenieros crean un robot que puede moverse como una oruga

Los investigadores de ingeniería de la Universidad de Toronto han desarrollado un robot diminuto que puede moverse de manera similar a una oruga. Esta nueva tecnología desarrollada puede impactar diversas industrias, incluyendo la aviación y la tecnología inteligente.

La investigación se publicó en Scientific Reports.

El grupo de investigadores de ingeniería incluye al profesor Hani Naguib. El equipo se centra en materiales inteligentes, especialmente en actuadores electrotermales (ETAs). Los ETAs son dispositivos hechos de ciertos polímeros que pueden ser programados para que respondan físicamente a cambios eléctricos o térmicos. Pueden ser programados para que imiten reflejos musculares y pueden reaccionar físicamente a la temperatura apretándose en el frío y relajándose cuando están calientes.

El profesor Naguib y el equipo de ingenieros están utilizando esta nueva tecnología en robótica, y están desarrollando robots suaves que pueden arrastrarse y enrollarse como una oruga. Otra área donde serán importantes es en la industria manufacturera. Los robots suaves podrían reemplazar a ciertos robots con placas de metal que existen actualmente.

“En este momento, los robots que se encuentran en la industria son pesados, sólidos y están cerrados para los trabajadores en el piso de la fábrica, porque representan riesgos para la seguridad”, explica Naguib.

“Pero la industria manufacturera se está modernizando para satisfacer la demanda. Cada vez más, hay un énfasis en incorporar interacciones entre humanos y robots”, dice. “Los robots suaves y adaptables pueden aprovechar esa colaboración”.

El estudio de materiales responsivos ha existido durante mucho tiempo, pero el grupo de ingenieros descubrió una nueva forma de programarlos para crear el movimiento robótico de la oruga.

Según el estudiante de doctorado y autor principal del artículo, Yu-Chen (Gary) Sun, “La investigación existente documenta la programación de ETAs desde un estado de reposo plano. La programabilidad de forma de una estructura bidimensional es limitada, por lo que la respuesta es solo un movimiento de flexión”.

El equipo utilizó un método de relajación de estrés y curado inducido térmicamente para crear un ETA que tenga un estado de reposo tridimensional. Esto trae consigo un conjunto completamente nuevo de formas y movimientos posibles.

“Lo que también es novedoso es la potencia requerida para inducir el movimiento de la oruga. La nuestra es más eficiente que cualquier cosa que haya existido en la literatura de investigación hasta ahora”, dice Sun.

Según el profesor Naguib, este nuevo campo de la robótica puede revolucionar completamente muchas industrias, incluyendo la seguridad, la aviación, la cirugía y la electrónica wearable.

En situaciones donde los humanos podrían estar en peligro, como una fuga de gas o un incendio, podríamos equipar a un robot que se arrastra con un sensor para medir el entorno peligroso”, explica Naguib. “En la aviación, podríamos ver que los materiales inteligentes son la clave para la próxima generación de aviones con alas que se transforman”.

Las primeras aplicaciones probablemente estarán dentro del campo de la tecnología wearable.

“Estamos trabajando para aplicar este material a la ropa. Esta ropa se comprimiría o liberaría según la temperatura del cuerpo, lo que podría ser terapéutico para los atletas”, dice Naguib. El equipo también está estudiando si la ropa inteligente podría ser beneficiosa para las lesiones de la médula espinal.

El equipo de investigadores ahora buscará hacer que el movimiento de arrastre responsivo sea más rápido, y se centrarán en nuevas configuraciones.

“En este caso, lo hemos entrenado para que se mueva como una oruga”, dice. “Pero nuestro enfoque innovador significa que podríamos entrenar a los robots para que imiten muchos movimientos, como las alas de una mariposa”.