Investigadores construyen robot a partir de varios más pequeños impresos en 3D

Investigadores de Instituto de Tecnología de Georgia han construido un robot que consiste en su totalidad en los más pequeños conocidos como "smarticles". Esta nueva técnica de locomoción desafía la forma convencional de crear robots a partir de motores, baterías, actuadores, segmentos del cuerpo, piernas y ruedas. 

La nueva investigación fue apoyada por la Oficina de Investigación del Ejército, la Fundación Nacional de Ciencias e investigadores de la Universidad Northwestern. Fue publicado en la revista Ciencia Robótica. 

Estas partículas activas inteligentes impresas en 3D solo pueden realizar la función de agitar sus dos brazos. El potencial de estos smarticles cambia cada vez que hay cinco de ellos confinados en un círculo. Cuando están juntos, forman un sistema robofísico llamado "supersmarticle" empujándose unos a otros. Este supersdmarticle es entonces capaz de moverse de forma independiente. Si se agrega un sensor de sonido o luz, entonces se puede controlar a través del estímulo. 

Este nuevo sistema aún está en pañales, pero la idea de crear robots a partir de la agrupación de otros más pequeños tiene un enorme potencial. Proporciona capacidades de grupo y podría conducir a un control mecánico sobre pequeños robots. La agrupación de robots más pequeños también podría conducir a una nueva locomoción.

Dan Goldman es profesor de la familia Dunn en la Escuela de Física del Instituto de Tecnología de Georgia. 

“Estos son robots muy rudimentarios cuyo comportamiento está dominado por la mecánica y las leyes de la física”, dijo. “No estamos buscando poner un control, detección y computación sofisticados en todos ellos. A medida que los robots se vuelven cada vez más pequeños, tendremos que usar principios mecánicos y físicos para controlarlos porque no tendrán el nivel de computación y detección que necesitaríamos para el control convencional”.

La investigación se basó en el estudio de grapas de construcción que se vertieron en un recipiente con lados removibles. Un ex estudiante de doctorado y ahora miembro de la facultad de la Universidad de California en San Diego, Nick Gravish, luego quitó las paredes del contenedor para crear estructuras que pudieran sostenerse solas. Se dio cuenta de que los objetos mecánicos podían unirse para crear estructuras que podían hacer mucho más que sus componentes individuales. 

“Un robot hecho de otros robots rudimentarios se convirtió en la visión”, dijo Goldman. “Se podría imaginar hacer un robot en el que modificaría un poco sus parámetros geométricos y lo que emerge son comportamientos cualitativamente nuevos”.

Will Savoie, un asistente de investigación graduado, creó smarticles alimentados por batería a partir de una impresora 3D. Tenían motores, sensores simples y algo de poder de cómputo. Individualmente, los smarticles no pueden hacer mucho, pero pueden cambiar de ubicación e interactuar entre sí cuando se colocan en un anillo. 

“Aunque ningún robot individual podría moverse por sí solo, la nube compuesta por múltiples robots podría moverse mientras se separaba y encogerse mientras se juntaba”, según Goldman. "Si pones un anillo alrededor de la nube de pequeños robots, comienzan a patearse entre sí y el anillo más grande, lo que llamamos un supersmarticle, se mueve al azar".

Los investigadores también descubrieron que podían controlar el movimiento de los robots mediante el uso de fotosensores. Pudieron detener el aleteo de los brazos con un rayo de luz. 

“Si coloca la linterna en el ángulo correcto, puede resaltar el robot que desea que esté inactivo, y eso hace que el anillo se acerque o se aleje de él, aunque ningún robot esté programado para moverse hacia la luz”, explicó Goldman. “Eso permitió dirigir el conjunto de una manera muy rudimentaria y estocástica”.

Estos nuevos desarrollos ayudarán en la creación de robots de enjambre que se componen de múltiples dispositivos más pequeños. Podrían modificarse para que sean útiles en una variedad de situaciones y aplicaciones diferentes. El Ejército de los EE. UU. también se ha interesado en el nuevo proyecto, ya que podría ayudar a crear robots que cambian de forma y que pueden alterar sus modalidades y funciones.