Máquinas soft: actuador rápido, de bajo voltaje para la robótica suave y usable

Hoy en día, es fácil imaginar un mundo en el que humanos y robots colaborarán–en proximidad cercana–en muchos reinos. Emergentes robots suaves podrán ayudar a asegurar que esto puede ser hecho con seguridad y de manera que se sincroniza a entornos humanos o incluso interfaces con los seres humanos ellos mismos.

“Algunas de las ventajas de sistemas robóticos suaves que fácilmente puede adaptarse a entornos no estructurados, o a superficies irregulares o suaves, como el cuerpo humano,” dijo UC Santa Barbara eléctrico y Visell Yon profesor de Ingeniería Informática.

A pesar de su promesa, hasta la fecha, la mayoría robots suaves mover lentamente y torpemente en comparación con muchos robots convencionales. Sin embargo, la brecha está disminuyendo gracias a nuevos desarrollos en la unidad fundamental del movimiento robótico: el actuador. Responsable por el movimiento mecánico de una máquina o un mecanismo, actuadores hacen su trabajo de varias maneras, depender de fuerzas electromagnéticas, piezoeléctricas o neumáticas.

Ahora, Visell y sus colaboradores UCSB han casado las unidades electromagnéticas utilizadas en los sistemas robóticos más convencionales con materiales suaves, para lograr velocidad y suavidad. “Un análogo biológico interesante al actuador descrito en nuestro nuevo trabajo puede ser un músculo de contracción rápida,” dijo Visell, quien junto con Barbara química y profesor de bioquímica Thuc Quyen Nguyen y posdoctorados Thanh Nho hacer y Hung Phan, autor del libro “suave Actuadores electromagnéticos para aplicaciones de robóticas.” El artículo aparece en la portada de la revista Materiales funcionales avanzados.

El principal desafío para Visell y colegas era construir un actuador que podría alcanzar velocidades superiores a lo que normalmente ha sido posible con los actuadores robóticos suaves, muchos de los cuales dependen de procesos lentos, tales como efectos térmicos o flujo de aire.

“En este proyecto, hemos querido ver hasta qué punto nos podríamos empujar la idea de tener una actuación muy rápida, de bajo voltaje dentro de un paradigma robótica completamente suave,” él dijo. Que basan su trabajo en el motor electromagnético, un tipo común de actuador rápido y de bajo voltaje que se utiliza en todo, desde coches eléctricos para electrodomésticos, pero ha visto poca aplicación efectiva en sistemas robóticos suaves.

De trabajo de equipo ha resultado en un tipo de actuador que es rápido, baja tensión y suave y también muy pequeños, sólo unos pocos milímetros de tamaño. Con único, conductores de la aleación de metal líquido dentro de las fibras huecas de polímero y magnetizan compuestos poliméricos, los investigadores creados con motivos, componentes tridimensionales que forman la base de análogos suaves de motores eléctricos estándar. Las fibras ellos mismos son los compuestos del polímero que el equipo diseñado para tener alta conductividad térmica, mejorando notablemente su desempeño.

“Nos dimos cuenta de los componentes que se cada uno suave y elástico y se combinan para crear estas estructuras similares a motor que pueden mover cosas,” dijo Visell. Para demostrar, crearon una pinza pequeña, milímetros de ancho que se puede cerrar en sólo milisegundos y un estimulador táctil suave que puede operar a frecuencias de cientos de ciclos por segundo.

Estos dispositivos podrían encontrar uso en áreas emergentes como haptics, donde se solicita retroalimentación táctil para aplicaciones tales como realidad virtual y, por supuesto haptics’ cercano a pariente–robótica suave. “Estos actuadores electromagnéticos suaves se pueden utilizar para crear pantallas táctiles que se ajustan a la piel humana o herramientas robóticas miniatura para endoscopia quirúrgica u otras aplicaciones médicas,”, dijo Thanh Nho hacer postdoc.

“Esperamos a la aplicación de estas nuevas tecnologías robóticas suaves en áreas que van desde la realidad virtual, realidad aumentada, tecnologías vestibles, cuidado de la salud y la medicina”, dijo Visell. “El horizonte está abierto”.

Tags:
, Wire, Artificial Intelligence Newswire, United States, Spanish