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Los investigadores instalaron SHeaLDS -guías luminosas autorreparadoras
para la detección dinámica- en un robot blando parecido a una estrella
de mar de cuatro patas y equipado con control de retroalimentación.
Después de que los investigadores perforaran una de sus patas, el robot
fue capaz de detectar el daño y autocurar los cortes. Crédito:
Universidad de Cornell
Si los robots van a aventurarse en un entorno remoto al que los humanos no
pueden llegar, como las profundidades submarinas o el lejano espacio exterior,
no sólo necesitarán energía y un medio para llegar hasta allí, sino también
cuidarse bien.
Con ese fin, un equipo de ingenieros de la Universidad de Cornell ha combinado
sensores ópticos con un material compuesto para crear un robot blando capaz de
detectar cuándo y dónde se ha dañado, y luego curarse en el acto.
"Nuestro laboratorio siempre está intentando hacer robots más resistentes y
ágiles, para que funcionen más tiempo con más capacidades", explica Rob
Shepherd, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en Cornell
Engineering. "La cuestión es que si haces que los robots funcionen durante
mucho tiempo, van a acumular daños. Entonces, ¿cómo podemos permitirles
reparar o hacer frente a esos daños?".
Para que se produzca esa reparación, el robot debe ser capaz de identificar
primero que hay, de hecho, algo que necesita ser arreglado.
Durante años, el laboratorio de robótica orgánica de Shepherd ha utilizado
sensores de fibra óptica extensibles para hacer que los robots blandos y sus
componentes -desde la piel hasta la tecnología vestible- sean lo más ágiles y
prácticos posible. En los sensores de fibra óptica, la luz de un LED se envía
a través de una guía de ondas ópticas y un fotodiodo detecta los cambios de
intensidad del haz para determinar cuándo se deforma el material. Una de las
virtudes de esta tecnología es que las guías de onda siguen siendo capaces de
propagar la luz si se perforan o cortan.
El equipo de investigación combinó los sensores con un elastómero de urea y
poliuretano que incorporaba enlaces de hidrógeno, para una rápida curación, e
intercambios de disulfuro, para mayor resistencia. El SHeaLDS resultante
-guías luminosas autorregenerables para la detección dinámica- proporciona una
detección dinámica fiable a grandes tensiones sin deriva ni histéresis, es
resistente a los pinchazos y se autorregenera de los cortes a temperatura
ambiente sin intervención externa.
Para probar la tecnología, los investigadores instalaron el SHeaLDS en un
robot blando parecido a una estrella de mar de cuatro patas y lo equiparon con
control de retroalimentación. El cuadrúpedo blando protegido por SHeaLDS fue
capaz de detectar y autocurarse de daños extremos (por ejemplo, seis cortes en
una pata) en aproximadamente un minuto. También podía vigilar y adaptar su
marcha en función del estado del daño de forma autónoma mediante control de
retroalimentación. El material es resistente, pero no indestructible.
"Tiene propiedades similares a las de la carne humana", explica Shepherd. "No
se curan bien las quemaduras, el ácido o el calor, porque cambian las
propiedades químicas. Pero podemos curar bien los cortes".
Shepherd planea integrar el SHeaLDS con algoritmos de aprendizaje automático
que reconozcan eventos táctiles para crear finalmente "un robot muy resistente
que tenga una piel autorreparable pero que utilice la misma piel para sentir
su entorno y poder hacer más tareas."
Fuentes, créditos y referencias:
Fuente:
Universidad de Cornell