Inspirado por los guepardos, los investigadores construir robots más rápidos suaves todavía

"Los guepardos son las criaturas más rápidos en la tierra, y que derivan su velocidad y potencia de la flexión de sus espinas," dice Jie Yin, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autor principal de un artículo sobre la nueva robots blandos.

"Nos inspiramos en el guepardo para crear un tipo de robot blando que tiene una, la columna vertebral accionado por muelle 'biestable', lo que significa que el robot tiene dos estados estables", dice Yin. "Podemos cambiar entre estos estados estables rápidamente mediante el bombeo de aire en los canales que bordean la suave, robot de silicona. La conmutación entre los dos estados libera una cantidad significativa de energía, permitiendo que el robot a la fuerza rápidamente ejercen contra el suelo. Esto permite al robot galope través de la superficie, lo que significa que sus pies se despegan del suelo.

"Robots blandos anteriores eran rastreadores, que queda en contacto con el suelo en todo momento. Esto limita su velocidad."

Los robots más rápido suaves hasta ahora podían moverse a velocidades de hasta 0,8 longitudes de cuerpo por segundo en plana, superficies sólidas. La nueva clase de robots blandos, que se llaman "inestabilidades apalancamiento elásticas para Amplified Performance" (LEAP), son capaces de alcanzar velocidades de hasta longitudes 2,7 corporal por segundo, más de tres veces más rápido, a una frecuencia de accionamiento baja de aproximadamente 3 Hz . Estos nuevos robots también son capaces de ejecutar hasta pendientes pronunciadas, lo que puede ser difícil o imposible para los robots blandos que ejercen menos fuerza contra el suelo.

Estos "galope" robots LEAP son de aproximadamente 7 centímetros de largo y pesan alrededor de 45 gramos.

Los investigadores también demostraron que el diseño LEAP podría mejorar la velocidad de natación para robots blandos. Colocación de una aleta, en lugar de los pies, un robot LEAP era capaz de nadar a una velocidad de 0,78 longitudes de cuerpo por segundo, en comparación con 0,7 longitudes de cuerpo por segundo para el anterior robot suave más rápido nadar.

"Se demostró además el uso de varios robots blandos trabajando juntos, como tenazas, para asir objetos", dice Yin. "Al ajustar la fuerza ejercida por los robots, hemos sido capaces de levantar objetos tan delicado como un huevo, así como los objetos que pesan 10 kilogramos o más."

Los investigadores señalan que este trabajo sirve como una prueba de concepto, y son optimistas de que pueden modificar el diseño para hacer que los robots de LEAP que son aún más rápidos y potentes.

"Las aplicaciones potenciales incluyen búsqueda y rescate tecnologías, donde la velocidad es esencial, y la robótica de fabricación industrial", dice Yin. "Por ejemplo, imagina robótica línea de producción que son más rápidos, pero todavía capaz de manejar objetos frágiles.

"Estamos abiertos a colaborar con el sector privado para afinar maneras que pueden incorporar esta tecnología en sus operaciones."

El trabajo se realizó con el apoyo de la Fundación Nacional para la Ciencia en virtud de concesiones 2010717 y 2005374.