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Robots amebalike para búsqueda y rescate
Los roboticistas de Virginia Tech, en Blacksburg, VA, han desarrollado una nueva forma de locomoción para la robótica basada en la forma en que se mueve la ameba unicelular. A diferencia de otros robots, los de Virginia Tech están diseñados para utilizar toda su piel exterior como medio de propulsión.
Bot de blob: Inspirándose en la simple ameba, los investigadores de Virginia Tech han construido robots como este prototipo que podrían abrirse camino en espacios reducidos durante las tareas de búsqueda y rescate.
De forma toroidal, un poco como una rosquilla cilíndrica alargada, los robots de esta nueva raza se diferencian de los robots con ruedas, orugas o patas en que se mueven girando continuamente al revés, dice Dennis Hong , profesor asistente de ingeniería mecánica en Virginia Tech. Toda la piel exterior se mueve, dice.
Este novedoso tipo de locomoción es particularmente adecuado para aplicaciones de búsqueda y rescate, dice Hong: Pueden apretarse debajo de un techo colapsado o entre obstáculos con mucha facilidad. De hecho, los experimentos preliminares muestran que los robots, con sus cuerpos blandos y contraídos, son capaces de atravesar agujeros con diámetros mucho más pequeños que su ancho normal, dice Hong. Y debido a que los robots pueden usar todas sus superficies de contacto para la tracción, pueden moverse sobre y a través de entornos muy desiguales con facilidad.
El movimiento real se genera contrayendo y expandiendo los anillos del actuador a lo largo del cuerpo del robot. Al contraer los anillos en la parte trasera del robot y expandirlos hacia el frente, pueden generar movimiento.
Esto es muy parecido al principio del pseudópodo utilizado por organismos unicelulares como las amebas, dice Hong. Este principio consiste en un proceso de flujo citoplásmico, en el que el endoplasma líquido dentro de la célula fluye hacia adelante dentro de una cubierta tubular ectoplásmica semisólida. A medida que el líquido llega al frente, se convierte en un ectoplasma similar a un gel, formando una extensión de este tubo y moviendo el organismo hacia adelante. Al mismo tiempo, el ectoplasma en la parte posterior del tubo se convierte en endoplasma líquido y ocupa la parte posterior.
Para producir un tipo de movimiento similar, los experimentos iniciales de Hong han utilizado robots que consisten en membranas toroidales flexibles revestidas con anillos de propulsión de polímero electroactivo o mangueras presurizadas. Pero ahora, con fondos de una nueva subvención de la National Science Foundation, Hong ha abandonado el uso de membranas elásticas en favor de diseños más resistentes. Se niega a discutir estos diseños en detalle debido a problemas de propiedad intelectual. Sin embargo, dice que este último trabajo involucra piezas mecánicas rígidas que están unidas de tal manera que permiten este tipo de movimiento. Es como la banda de rodadura de un tanque en 3D, dice.
Es una idea interesante, dice Henrik Christensen , profesor de robótica y director de Robótica y Máquinas Inteligentes en el Instituto de Tecnología de Georgia, en Atlanta. Realmente necesitamos mejores mecanismos de locomoción para robots. Las ruedas y las orugas funcionan bien hasta que el terreno se vuelve muy irregular, mientras que las piernas son lentas y terriblemente ineficaces, dice.
Esta no es la primera vez que se proponen toroides como parte de un sistema de propulsión, dice Andrew Adamatzky , profesor de computación no convencional en la Universidad del Oeste de Inglaterra, en Bristol, Reino Unido. Pero el uso de polímeros electroactivos para producir ondas de propagación de contracciones hace que esta última investigación sea muy interesante, dice. Estos diseños experimentales abren perspectivas nuevas y emocionantes en robótica de cuerpo blando.
Sin embargo, con los cuerpos blandos surgen nuevos desafíos. Por ejemplo, no está claro cómo se integraría una fuente de alimentación, controladores computarizados y sensores. Los principios aquí son buenos, pero la ingeniería realmente necesita ser desarrollada, dice Christensen.
Hong reconoce que todavía hay muchos problemas prácticos que resolver con sus robots. Una solución a muchos de los problemas de diseño es colocar la fuente de alimentación, los controladores, los sensores y otras piezas clave en el centro del toroide. Su forma aseguraría que estas partes clave permanezcan en su lugar, mientras que los controladores inalámbricos podrían usarse para activar las contracciones de los anillos usando bucles inductivos para la alimentación, dice Hong.
La parte más difícil de la búsqueda y el rescate es desarrollar mecanismos que puedan adaptarse a terrenos cambiantes, dice Robin Murphy , profesor de ciencias de la computación e ingeniería en la Universidad de Florida y ex director del Centro de Búsqueda y Rescate Asistidos por Robots, en Tampa, FL. Sin embargo, hay más cosas que buscar y rescatar además de atravesar huecos, dice.