Un robot ‘sin cerebro’ que puede superar obstáculos complejos

Escrito por Matt Shipman

Los investigadores que crearon un robot blando que puede navegar por laberintos simples sin guía humana o de computadora ahora se han basado en este trabajo, creando un robot blando «sin cerebro» que puede navegar en entornos más complejos y dinámicos.

«En nuestro trabajo anterior, demostramos que nuestro robot blando era capaz de girar y girar a través de una carrera de obstáculos muy simple», dice Ji Yin, coautor de un artículo sobre el trabajo y profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial. Ingeniería en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. «Sin embargo, sólo podía transformarse si encontraba un obstáculo. En la práctica, esto significaba que a veces el robot podía quedarse atascado, saltando de un lado a otro entre obstáculos paralelos.

«Hemos desarrollado un nuevo robot blando que es capaz de girar por sí solo, lo que le permite abrirse camino a través de laberintos retorcidos e incluso superar obstáculos en movimiento. Todo esto se hace utilizando inteligencia física, en lugar de ser guiado por una computadora.

La inteligencia física se refiere a objetos dinámicos –como los robots blandos– cuyo comportamiento se rige por su diseño estructural y los materiales de los que están hechos, en lugar de estar dirigido por una computadora o la intervención humana.

Como es el caso de Versión previa, los nuevos robots blandos están hechos de elastómeros cristalinos líquidos en forma de cinta. Cuando los robots se colocan sobre una superficie que está al menos a 55 °C (131 °F), que es más caliente que el aire circundante, la parte de la cinta que está en contacto con la superficie se encoge, mientras que la parte de la cinta expuesta al aire no. Esto da como resultado un movimiento rodante. Cuanto más cálida es la superficie, más rápido gira el robot.

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Sin embargo, mientras que la versión anterior del robot blando tenía un diseño simétrico, el nuevo robot tiene dos mitades distintas. La mitad del robot es una cinta retorcida que se extiende en línea recta, mientras que la otra mitad es una cinta más retorcida que también se enrolla sobre sí misma como una escalera de caracol.

Este diseño asimétrico significa que un extremo del robot ejerce más fuerza sobre el suelo que el otro. Piense en un vaso de plástico que tiene una boca más ancha que su base. Si lo haces rodar sobre la mesa, no rueda en línea recta, sino que forma un arco a medida que viaja a través de la mesa. Esto se debe a su forma asimétrica.

«El concepto detrás del nuevo robot es bastante simple: debido a su diseño asimétrico, gira sin tener que tocar nada», dice Yao Zhao, primer autor del artículo e investigador postdoctoral en NC State. «Entonces, si bien todavía cambia de dirección cuando entra en contacto con un objeto, lo que le permite navegar por laberintos, no puede quedarse atrapado entre objetos paralelos. En cambio, su capacidad de moverse en arcos le permite moverse libremente».

Los investigadores demostraron la capacidad del diseño del robot suave y asimétrico para navegar por laberintos más complejos, incluidos laberintos con paredes móviles, y caber en espacios más estrechos que su tamaño corporal. Los investigadores probaron el nuevo diseño del robot sobre una superficie metálica y sobre arena.

«Este trabajo es otro paso adelante para ayudarnos a desarrollar enfoques innovadores para el diseño de robots blandos, especialmente para aplicaciones en las que los robots blandos podrán recolectar energía térmica de su entorno», dice Yin.

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el papel, «Escapa del suave laberinto robótico con inteligencia física,“Aparece en la revista Avance de la ciencia. El primer autor del artículo es Yao Zhao, investigador postdoctoral en NC State. Hao Su, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en NC State, es coautor. Otros coautores incluyen a Yaoye Hong, un reciente Ph.D. Graduado del estado de Carolina del Norte. Yanbin Li, investigador postdoctoral de NC State; y Fangjie Qi y Haitao Qing, ambos Ph.D. Estudiantes en el estado de Carolina del Norte.

El trabajo se realizó con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias bajo las subvenciones 2005374, 2126072, 1944655 y 2026622.


Universidad Estatal de Carolina del Norte

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