Suave

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El campo de la robótica ha avanzado mucho desde que Sophia de Hanson Robotics se activó en 2016. Ahora tenemos robots expresivos y con apariencia humana, como Ameca de Engineered Arts y el robot ruso Alex. Pero también tenemos robots con apariencia de animales, como el pez MIRO con IA de AIRO, que puede nadar en el agua, y el perro robótico Sparky de Hengbot, que tiene extremidades musculoesqueléticas.

Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad DePaul de Chicago ha desarrollado una foca robótica de extremidades blandas estudiando la locomoción de los pinnípedos. Los pinnípedos son un grupo de mamíferos marinos, como los leones marinos y las focas, que utilizan aletas para moverse.

Los robots de extremidades blandas pueden realizar varias tareas que los robots tradicionales no pueden, como maniobrar en espacios estrechos y manipular objetos delicados. Además, se adaptan más a entornos cambiantes, ya que pueden tolerar caídas, lo que los hace más seguros para trabajar con humanos.

Debido a estas ventajas, tienen varias aplicaciones potenciales, como vigilancia, búsqueda y rescate y exploración planetaria o de aguas profundas. Sin embargo, la tecnología actual tiene muchos inconvenientes, como carga útil restringida, baja destreza de las extremidades, trayectorias de marcha mínimas y grados de libertad limitados.

Dimuthu DK Arachchige y otros/arXiv

Estos inconvenientes motivaron a los investigadores a construir un robot de extremidades blandas inspirado en los movimientos de los pinnípedos. Su robot tiene dos extremidades delanteras y una trasera (o trasera) para el movimiento terrestre, como las morsas, los leones marinos o las focas.

Cada una de las extremidades del robot mide 9,5 pulgadas (~ 24,1 cm) de largo y 1,5 pulgadas (~ 3,8 cm) de ancho y son accionadas por actuadores musculares neumáticos (PMA). Los PMA son dispositivos suaves y flexibles que utilizan aire presurizado para generar movimiento y están inspirados en la estructura y función de los músculos biológicos.

Las extremidades de la foca del robot se pueden llenar con líquido para endurecerlas y luego drenarlas para hacerlas más flexibles. Así es como se mueve y cambia de dirección. Toda la estructura está cubierta por una fuerte coraza y columna vertebral para protegerla.

Los movimientos exactos del robot blando se pueden ver en este vídeo compartido por el primer autor del estudio, Dimuthu DK Arachchige.

Como se puede ver, el robot de extremidades blandas muestra muchos modos de andar diferentes, incluido gatear hacia adelante y hacia atrás, gatear y girar hacia la izquierda y hacia la derecha, girar en el lugar (tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el sentido contrario a las agujas del reloj) y girar agresivamente en ambas direcciones.

Esta amplia gama de movimientos le permite saltar sobre terrenos irregulares y superar obstáculos, algo que los robots tradicionales basados ​​en criaturas de cuatro patas no pueden hacer. Los investigadores planean trabajar en marchas dinámicas en el futuro.

Resumen del estudio:

La locomoción con las piernas es un subcampo muy prometedor pero poco investigado dentro del campo de la robótica blanda. Las extremidades dóciles de los robots de extremidades blandas ofrecen numerosos beneficios, incluida la capacidad de regular impactos, tolerar caídas y navegar en espacios reducidos. Estos robots tienen el potencial de usarse para diversas aplicaciones, como búsqueda y rescate, inspección, vigilancia y más. El estado del arte todavía enfrenta muchos desafíos, incluidos grados limitados de libertad, falta de diversidad en las trayectorias de la marcha, destreza insuficiente de las extremidades y capacidades de carga útil limitadas. Para abordar estos desafíos, desarrollamos un robot modular de extremidades blandas que puede imitar la locomoción de los pinnípedos. Mediante el uso de un enfoque de diseño modular, nuestro objetivo es crear un robot que tenga mejores grados de libertad, diversidad de trayectorias de marcha, destreza de las extremidades y capacidades de carga útil. Derivamos un modelo cinemático de base flotante completo del robot propuesto y lo utilizamos para generar y validar experimentalmente una variedad de modos de locomoción. Los resultados muestran que el robot propuesto es capaz de replicar estos movimientos de forma eficaz. Comparamos las trayectorias de locomoción bajo diferentes parámetros de la marcha con los resultados de nuestros modelos para demostrar la validez de los modelos de marcha propuestos.