Una pinza inspirada en la biología ayuda a un robot a escalar muros resistentes
Universidad Carnegie Mellon
Los investigadores han desarrollado un robot cuadrúpedo inspirado en la biología, capaz de trepar de forma peculiar. Su mecanismo de adherencia a superficies verticales rugosas es muy eficaz y relativamente sencillo. A discrepancia de los robots experimentales que se basan en sistemas de agarre por succión para superficies lisas, esta tecnología no es aplicable a superficies rugosas como la roca, donde formar un sello es imposible.
Otra posibilidad es utilizar pinzas de microespinas, que consisten en una serie de minúsculos ganchos afilados diseñados para engancharse a las pequeñas grietas e irregularidades de la superficie de escalada. Cuando se levanta la pinza para avanzar hacia arriba, los ganchos se desenganchan de la superficie.
Los problemas de las pinzas pasivas de microespinas
Para mantener la tracción, las pinzas pasivas de microespinas se basan en el peso del robot, lo que resulta adecuado en superficies relativamente planas, pero resulta difícil en terrenos más irregulares, como acantilados, por lo que es necesario un método de escalada más versátil.
Para solucionar este problema, las pinzas activas de microespinas incorporan actuadores eléctricos que incrustan deliberadamente un anillo de ganchos en la superficie, garantizando un agarre motorizado que funciona en cualquier orientación. Sin embargo, estas pinzas suelen ser voluminosas, consumen mucha energía, son complejas desde el punto de vista mecánico y reducen la velocidad de ascenso.
Aquí es donde entra en escena el robot cuadrúpedo LORIS.
Universidad Carnegie Mellon
Bautizado con el nombre de un marsupial trepador y también como acrónimo de «Lightweight Observation Robot for Irregular Slopes» (robot ligero de observación para pendientes irregulares), el dispositivo fue desarrollado por Paul Nadan, Spencer Backus, Aaron M. Johnson y su equipo del Laboratorio de Robomecánica de la Universidad Carnegie Mellon.
La configuración de las pinzas de micropúas
En las cuatro patas del robot hay una pinza de microespinas desplegada, formada por dos conjuntos de espinas perpendiculares. Conectada a la pata mediante una articulación pasiva de la muñeca, la pinza se mueve libremente en respuesta a los movimientos de la pata.
Universidad Carnegie Mellon
Con una cámara de detección de profundidad y un microprocesador incorporados, el robot mueve estratégicamente sus patas de modo que cuando la pinza de una de ellas se sujeta a la superficie de escalada, la pinza de la pata opuesta, situada diagonalmente a lo largo del cuerpo, también se sujeta.
Mientras estas dos patas diagonalmente opuestas mantengan la tensión hacia el interior de sus pinzas, éstas permanecerán firmemente sujetas a la superficie. Mientras tanto, las otras dos patas opuestas quedan libres para ascender. Esta estrategia de ascenso, inspirada en los insectos, se conoce como agarre dirigido hacia el interior (DIG).
Características de diseño innovadoras
Los investigadores afirman que LORIS combina la ligereza, rapidez de movimiento, eficiencia energética y sencillez de las pinzas pasivas de microespinas con la sujeción segura y adaptabilidad de las pinzas activas. Además, el robot está diseñado para que su fabricación sea fácil y rentable.
En el siguiente vídeo se puede ver a LORIS en acción. El estudio se presentó recientemente en la Conferencia Internacional de Robótica y Automatización.
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