RobÃģtica e IA física

Investigadores Desarrollan un Flujo de Proceso para Guiar la ImpresiÃģn 3D en el Campo de la RobÃģtica Suave

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La robÃģtica suave es un campo en crecimiento dentro de la Inteligencia Artificial. Estos sistemas son capaces de adaptarse de manera segura a entornos complejos, y pueden tener Various diseÃąos y escalas de longitud, desde metros hasta submicrÃģmetros. 

Los robots suaves que se encuentran en la escala de milímetros tienen una importancia especial, ya que pueden consistir en una combinaciÃģn de actuadores miniaturizados controlados por presiÃģn neumÃĄtica. Estos robots suaves son Útiles para navegar por ÃĄreas confinadas complejas y para la manipulaciÃģn de objetos pequeÃąos. 

Una de las consecuencias de reducir el tamaÃąo de los robots neumÃĄticos suaves a milímetros es que entonces tienen características mÃĄs finas. Estas se reducen en mÃĄs de una orden de magnitud. Este diseÃąo requiere una gran delicadeza al crearlos a travÃĐs de medios tradicionales como el moldeado y la litografía suave. Hay nuevas tecnologías como el procesamiento de luz digital (DLP) que producen altas resoluciones teÃģricas, pero todavía es difícil hacerlo sin obstruir. Los ejemplos exitosos de impresiÃģn 3D de robots neumÃĄticos suaves miniaturizados no son frecuentes. 

Investigadores de Singapur y China, principalmente de la Universidad de Tecnología y DiseÃąo de Singapur (SUTD), Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur (SUSTech), y Universidad de Zhejiang (ZJU), han creado un flujo de proceso genÃĐrico para guiar la impresiÃģn 3D DLP de actuadores neumÃĄticos miniaturizados para robots suaves. Estos tienen un tamaÃąo general de 2-15 mm. La investigaciÃģn se publicÃģ en Tecnologías Avanzadas de Materiales. 

“Aprovechamos la alta eficiencia y resoluciÃģn de la impresiÃģn 3D DLP para fabricar actuadores robÃģticos suaves miniaturizados”, dijo el profesor asociado Qi (Kevin) Ge de SUSTech, investigador principal del proyecto de investigaciÃģn. “Para garantizar la fidelidad de impresiÃģn confiable y el rendimiento mecÃĄnico en los productos impresos, introdujimos un nuevo paradigma para la configuraciÃģn sistemÃĄtica y eficiente de la formulaciÃģn de materiales y parÃĄmetros de procesamiento clave”.

La forma en que funciona la impresiÃģn 3D DLP es que se agregan fotoabsorbentes a soluciones de polímero. Esto mejora las resoluciones de impresiÃģn en direcciones laterales y verticales. Aumentar la cantidad causarÃĄ una degradaciÃģn rÃĄpida en la elasticidad del material. La elasticidad es extremadamente importante para que los robots suaves soporten deformaciones grandes. 

“Para lograr un equilibrio razonable, primero seleccionamos un fotoabsorbente con buena absorciÃģn a la longitud de onda de la luz UV proyectada y determinamos la formulaciÃģn de material adecuada en funciÃģn de las pruebas de rendimiento mecÃĄnico. A continuaciÃģn, caracterizamos la profundidad de curado y la fidelidad XY para identificar la combinaciÃģn adecuada de tiempo de exposiciÃģn y grosor de capa dividida”, explicÃģ el coautor principal Yuan-Fang Zhang de SUTD.

“Siguiendo este flujo de proceso, podemos producir una variedad de actuadores robÃģticos neumÃĄticos suaves miniaturizados con diversas estructuras y modos de cambio de forma, todos mÃĄs pequeÃąos que una moneda de un dÃģlar de Singapur, en un sistema de impresiÃģn 3D de multimaterial autoconstruido. La misma metodología debería ser compatible con impresoras 3D comerciales de estereolitografía (SLA) o DLP, ya que no se requiere modificaciÃģn de hardware”, dijo el autor correspondiente, el profesor Qi Ge de SUSTech.

AdemÃĄs de todo esto, los investigadores tambiÃĐn desarrollaron un eliminador de escombros suaves que tiene un manipulador continuo y un agarre neumÃĄtico suave miniaturizado impreso en 3D. Es capaz de navegar a travÃĐs de un espacio confinado y recoger objetos pequeÃąos que se encuentran en lugares difíciles de alcanzar. 

Estos nuevos desarrollos ayudarÃĄn en el proceso de impresiÃģn 3D de robots suaves miniaturizados con geometrías complejas y diseÃąos de multimaterial sofisticados. La integraciÃģn de actuadores neumÃĄticos suaves impresos en miniatura en un sistema robÃģtico proporcionarÃĄ muchas oportunidades. Estas nuevas tecnologías pueden aplicarse a aplicaciones como el mantenimiento de motores de aviÃģn y la cirugía mínimamente invasiva, y seguirÃĄn siendo desarrolladas para que puedan beneficiar a muchas mÃĄs ÃĄreas. 

Ver mÃĄs de la Universidad de Tecnología y DiseÃąo de Singapur, donde puede encontrar informaciÃģn sobre la investigaciÃģn actual que se estÃĄ realizando en estos campos. 

Alex McFarland es un periodista y escritor de inteligencia artificial que explora los Últimos desarrollos en inteligencia artificial. Ha colaborado con numerosas startups y publicaciones de inteligencia artificial en todo el mundo.