Ingenieros desarrollan una mano robótica blanda capaz de jugar a Nintendo

Investigadores y ingenieros de la Universidad de Maryland han creado una mano robótica blanda impresa en 3D que es capaz de jugar a Super Mario Bros. de Nintendo.

En lo que constituye un avance increíble en la agilidad de las manos robóticas, la investigación se presentó en Science Advances.

El campo de la robótica blanda se centra en robots flexibles e inflables que están alimentados por agua o aire, mientras que los robots tradicionales están alimentados por electricidad. Ha habido un aumento en el interés por la robótica blanda debido a su seguridad y adaptabilidad, lo que ha llevado a que a menudo se utilicen para prótesis y dispositivos médicos. Sin embargo, hasta la nueva investigación, ha sido difícil controlar los fluidos que permiten que los robots se doblen y se muevan.

El equipo de investigación fue liderado por el profesor asistente de ingeniería mecánica de la Universidad de Maryland, Ryan D. Sochol. El gran avance del equipo se produjo cuando pudieron imprimir en 3D robots blandos completamente ensamblados con circuitos fluidos integrados, y todo esto se pudo hacer en un solo paso.

Joshua Hubbard es coautor principal.

“Anteriormente, cada dedo de una mano robótica blanda normalmente necesitaría su propia línea de control, lo que puede limitar la portabilidad y la utilidad”, explica Hubbard. “Pero al imprimir en 3D la mano robótica blanda con nuestros transistores fluidos integrados, puede jugar a Nintendo con solo una entrada de presión”.

Imagen: Universidad de Maryland

Demostrando el robot

El equipo demostró la mano robótica blanda diseñando un circuito fluido integrado que le permitió operar en respuesta a una sola presión de control. Al aplicar una presión baja, el equipo podía hacer que el primer dedo presionara el controlador de Nintendo para hacer que Mario caminara. Al aplicar una presión alta, Mario saltaba.

La mano se basó en un programa establecido que conmutaba automáticamente entre presiones bajas, medias y altas, y fue capaz de operar el controlador de Nintendo con éxito y completar el primer nivel del juego en menos de 90 segundos.

Ruben Acevedo es un reciente graduado de doctorado y coautor del estudio.

“Recientemente, varios grupos han intentado aprovechar los circuitos fluidos para mejorar la autonomía de los robots blandos”, dijo Acevedo, “pero los métodos para construir e integrar esos circuitos fluidos con los robots pueden tardar días o semanas, con un alto grado de trabajo manual y habilidad técnica”.

Impresión 3D

El equipo se basó en la “impresión 3D PolyJet”, que tiene muchas capas de “tintas” multimaterial apiladas una sobre otra en 3D.

Kristen Edwards es coautora del estudio.

“Dentro del plazo de un día y con un trabajo menor, los investigadores pueden ir desde presionar el botón de inicio de una impresora 3D hasta tener robots blandos completos, incluidos todos los actuadores blandos, elementos de circuito fluido y características del cuerpo, listos para usar”, dijo Edwards.

Elegir a Mario no fue solo una decisión basada en la diversión, sino que también sirvió como una forma precisa de medir la agilidad de la mano. El timing y el diseño del nivel del videojuego ya están establecidos, con un solo error que termina el juego. Esto proporcionó una nueva forma de evaluar al robot.

Otras investigaciones y avances de acceso abierto

El artículo de investigación del equipo también detalló robots blandos inspirados en tortugas terrestres, que se imprimieron en el Terrapin Works 3D Printing Hub de la UMD.

La estrategia del equipo también es de código abierto, y el artículo es de acceso abierto para que cualquier persona pueda leerlo. El equipo también vinculó sus materiales suplementarios a un GitHub, e incluye todos los archivos de diseño electrónicos.

“Estamos compartiendo libremente todos nuestros archivos de diseño para que cualquier persona pueda descargarlos, modificarlos a demanda y imprimir en 3D, ya sea con su propia impresora o a través de un servicio de impresión como el nuestro, todos los robots blandos y elementos de circuito fluido de nuestro trabajo”, dijo Sochol. “Esperamos que esta estrategia de impresión 3D de código abierto amplíe la accesibilidad, la difusión, la reproducibilidad y la adopción de robots blandos con circuitos fluidos integrados y, a su vez, acelere el avance en el campo”.

El equipo ahora está explorando cómo su técnica se puede utilizar para aplicaciones biomédicas como dispositivos de rehabilitación, herramientas quirúrgicas y prótesis personalizadas.