Robot blando que detecta daños y se cura a sí mismo

Un equipo de ingenieros de la Universidad de Cornell ha desarrollado un robot blando que puede detectar cuándo y dónde fue dañado antes de curarse a sí mismo de inmediato.

La investigación, “Sensores ópticos autónomos de auto-curación para sistemas de cuerpos blandos inteligentes“, se publicó en Science Advances.

Hacer que los robots sean más duraderos y ágiles

Rob Shepherd es profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial.

“Nuestro laboratorio siempre está tratando de hacer que los robots sean más duraderos y ágiles, para que operen durante más tiempo con más capacidades”, dijo. “Si haces que los robots operen durante mucho tiempo, acumularán daños. ¿Y cómo podemos permitir que se reparen o lidien con ese daño?”

El laboratorio de Robótica Orgánica del profesor fue responsable de desarrollar sensores de fibra óptica estirables para ser utilizados en robots blandos y componentes relacionados. Pueden ser utilizados de muchas maneras diferentes, incluyendo tecnologías de piel y wearable.

Según Shepard, el primer paso para las capacidades de auto-curación es permitir que el robot identifique que algo necesita ser reparado. Para lograr esto, el equipo creó una técnica innovadora que involucra sensores de fibra óptica emparejados con luces LED que pueden detectar cambios mínimos en la superficie del robot.

Los sensores se combinan con un elastómero de urea de poliuretano que incorpora enlaces de hidrógeno, lo que permite una curación rápida. También hay intercambios de disulfuro que aumentan la resistencia.

Sistema de auto-curación SHeaLDS

Este nuevo sistema se utilizó para crear SHeaLDS, que son guías de luz de auto-curación para la detección dinámica. Proporcionan un robot blando resistente a los daños que puede curarse a sí mismo de los cortes a temperatura ambiente, todo sin intervención externa.

Los investigadores instalaron los SHeaLDS en un robot blando que se asemejaba a una estrella de mar de cuatro patas. Luego lo equiparon con control de retroalimentación y perforaron una de sus patas seis veces. El robot pudo detectar el daño y auto-curarse cada corte en aproximadamente un minuto, y pudo adaptar su marcha de forma autónoma en función del daño detectado.

A pesar de que el material es increíblemente resistente, es importante tener en cuenta que no es indestructible.

“Tienen propiedades similares a las de la carne humana”, dijo Shepherd. “No se curan bien de las quemaduras, o de cosas con ácido o calor, porque eso cambiará las propiedades químicas. Pero podemos hacer un buen trabajo de curación de los cortes.”

El equipo ahora buscará integrar SHeaLDS con algoritmos de aprendizaje automático que puedan reconocer eventos táctiles para crear un robot duradero que tenga piel de auto-curación. Esa misma piel también se puede utilizar para detectar su entorno y completar una amplia gama de tareas.