Los científicos extraen regularmente concepts del mundo pure en un intento por mejorar el rendimiento robótico, y cuando se trata de robots blandos que nadan, el movimiento en el océano es una rica fuente de inspiración. La última creación que ha surgido en este espacio es un robotic blando inspirado en la manta raya que imita el movimiento de mariposa de los humanos para moverse por el agua a una velocidad sin igual.
Medusa, tortugas, atún y muchas otras criaturas marinas han inspirado robots blandos que aportan diferentes capacidades a los entornos acuáticos, pero los científicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC) han abordado su trabajo con la necesidad de velocidad.
“Hasta la fecha, los robots blandos nadadores no han podido nadar más rápido que la longitud de un cuerpo por segundo, pero los animales marinos, como las mantarrayas, pueden nadar mucho más rápido y de manera mucho más eficiente”, cube Jie Yin, autor del estudio y profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en NC State. “Queríamos basarnos en la biomecánica de estos animales para ver si podíamos desarrollar robots blandos más rápidos y con mayor eficiencia energética. Los prototipos que hemos desarrollado funcionan excepcionalmente bien”.
Hemos visto robots blandos modelados en la mantarraya antes, algunos usan mecanismos de aleteo para imitar su propulsión eficiente, y otros dependen de sistemas pasivos con aletas flexibles para moverse más naturalmente con el agua. El equipo de NC State en realidad construyó dos versiones de su robotic, las cuales están diseñadas alrededor de un cuerpo de silicona suave que se puede inflar y desinflar con un interruptor.
Universidad Estatal de Carolina del Norte
Mientras lo hace, las alas unidas al cuerpo inflable cambian entre dos estados estables de una manera que los científicos comparan con cómo una pinza para el cabello se abre y se cierra cuando se le aplica suficiente energía. A medida que el cuerpo se infla y desinfla, las alas se mueven hacia adelante y hacia atrás para generar propulsión de una manera que, según los investigadores, es comparable a cómo se mueven los brazos de una persona durante la carrera de mariposa.
“La mayoría de los intentos anteriores de desarrollar robots con aleteo se han centrado en el uso de motores para proporcionar energía directamente a las alas”, cube Yin. “Nuestro enfoque utiliza alas biestables que se impulsan pasivamente al mover el cuerpo central. Esta es una distinción importante, porque permite un diseño simplificado, lo que scale back el peso”.
La versión más rápida del “robotic mariposa” utiliza el cuerpo blando como una sola unidad de accionamiento, controlando ambas alas a la vez para obtener la máxima velocidad. Esto le permite viajar a un promedio de 3,74 longitudes corporales por segundo, alrededor de cuatro veces más rápido de lo que antes period posible para los robots de natación suave, según el equipo. Un segundo robotic construido para la maniobrabilidad utiliza dos unidades de accionamiento para controlar cualquiera de las alas, lo que le permite realizar giros cerrados. Esta versión más ágil, sin embargo, todavía period capaz de viajar a 1,7 cuerpos por segundo.
“Este trabajo es una emocionante prueba de concepto, pero tiene limitaciones”, cube Yin. “Obviamente, los prototipos actuales están atados por tubos delgados, que es lo que usamos para bombear aire a los cuerpos centrales. Actualmente estamos trabajando para desarrollar una versión autónoma y sin ataduras”.
Puede ver los robots en acción en el video a continuación, mientras que la investigación se publicó en la revista. Avances de la ciencia.
(incrustar)https://www.youtube.com/watch?v=Pi-2pPDWC1w(/incrustar)
Un nadador robótico suave con forma de mariposa que es rápido y eficiente
