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Estos músculos robóticos súper flexibles pueden repararse a sí mismos como los humanos


Un equipo de investigadores universitarios se reunió en un sótano hace casi dos años, buscando nada más que robótica de calidad. El dinero de la investigación provino de la financiación inicial en lugar de inversiones gubernamentales masivas, y la mayoría del equipo nunca antes había sido coautor de un artículo. Sin embargo, las creaciones de estos ingenieros de la Universidad de Colorado Boulder le dieron a los robots la capacidad de volverse mucho más humanos.

En los números más recientes de Ciencias y Ciencia robótica, los investigadores describen su nuevo estilo de músculo robótico blando. El músculo es una serie de bolsas alimentadas con aceite que funcionan debido a la corriente eléctrica. El propio actuador es tan fuerte (si no más fuerte) que los músculos humanos y también puede provocar más contracciones por segundo.

El nuevo tipo de músculo-robot se llama actuadores "electrostáticos autorreparables amplificados hidráulicamente", o HASEL, y tiene el potencial de repensar cómo se puede hacer la robótica flexible.

"[Estos ingenieros] están ayudando a crear el futuro de robots flexibles, más parecidos a los humanos, que se pueden usar para mejorar la vida y el bienestar de las personas", dijo Bobby Braun, decano de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de CU Boulder. "Esta línea de investigación es una fortaleza central e interdisciplinaria de nuestra universidad".

Como muchas otras innovaciones robóticas, este proyecto se inspira en la naturaleza. Idealmente, el equipo del Grupo de Investigación Keplinger de UC Boulder quería que el actuador fuera tan flexible como un pulpo, fuerte como un elefante y tan rápido como un colibrí.

"Nos inspiramos en las asombrosas capacidades del músculo biológico", dijo Christoph Keplinger, autor principal de ambos artículos, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y miembro del Programa de Ingeniería y Ciencia de Materiales.

"Los actuadores HASEL sinergizan las fortalezas de los actuadores de fluidos suaves y electrostáticos suaves, y así combinan versatilidad y rendimiento como ningún otro músculo artificial antes".

En el documento, el equipo detalla las diferentes formas en que se mueve el músculo delgado y transparente. Hay tres diseños principales para el actuador HASEL. Uno era un músculo en forma de rosquilla con electrodos en el costado. El segundo diseño consiste en tener conductores iónicos en las bolsas de líquido en un material elástico. El tercer diseño se llama actuador Peano-HASEL e incluye tres pequeños rectángulos llenos de líquido. Esas bolsas se contraen cuando reciben electricidad.

"La capacidad de crear actuadores suaves eléctricos que levantan un galón de agua varias veces por segundo es algo que no habíamos visto antes. Estas demostraciones muestran el emocionante potencial de HASEL", dijo Eric Acome, estudiante de doctorado en el grupo Keplinger. y el autor principal delCiencias papel. "El alto voltaje requerido para la operación es un desafío para avanzar. Sin embargo, ya estamos trabajando para resolver ese problema y hemos diseñado dispositivos en el laboratorio que operan con una quinta parte del voltaje utilizado en este documento".

Los problemas tradicionales con la robótica se derivan de la capacidad de ampliar el proyecto manteniendo los costos bajos. Sin embargo, los investigadores de CU Boulder no tienen exactamente ese problema.

"Podemos fabricar estos dispositivos por alrededor de 10 centavos, incluso ahora", dijo Nicholas Kellaris, también estudiante de doctorado en el grupo Keplinger y autor principal delCiencia Robóticaestudiar. “Los materiales son de bajo costo, escalables y compatibles con las técnicas de fabricación industrial actuales”.

Por lo tanto, dijeron que se dedicarán más investigaciones a tratar de optimizar los materiales utilizados y también crear la mejor combinación posible de formas para mejorar la eficiencia del actuador HASEL.


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