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Echa un vistazo a este robot de natación ligero y de cuerpo blando

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Los científicos de materiales han logrado desarrollar un robot de cuerpo blando que funciona y es atraído por la luz. Este robot puede utilizar una fuente de luz directa para nadar, sin la necesidad de un paquete de baterías o una correa de alimentación.

El papel, publicado en Ciencia Robótica, insinúa cómo este tipo de tecnología podría usarse para la futura recolección y propulsión de energía marítima.

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¿Cómo lograron esto?

Un equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA ha publicado recientemente su nuevo diseño para un robot de natación de cuerpo blando. Llamado OsciBot, el robot se mueve oscilando su "cola" y es impulsado y dirigido por una fuente de luz directa.

El equipo cree que su nuevo diseño podría tener algunas aplicaciones interesantes en el futuro. Podría, por ejemplo, abrir oportunidades para nuevos diseños de robots oceánicos, tratamientos médicos y barcos autónomos.

El robot se inspiró en un fenómeno natural llamado fototaxis. Algunas criaturas de la naturaleza, como las medusas o las polillas, tienen esta tendencia a moverse hacia una fuente de luz.

"OsciBot demuestra que el movimiento por oscilación puede ser impulsado directamente [por] luz constante, en lugar de depender de la energía de la luz que se ha recolectado y almacenado en una batería. Está hecho completamente de un material blando llamado hidrogel que se hincha cuando se coloca en agua y es sensible a la luz. El dispositivo no requiere baterías ni necesita estar conectado a otra fuente de energía ", señala el comunicado de prensa.

Usando la luz para hacer bailar el hidrogel

Para crear su nuevo robot amante de la luz y de cuerpo blando, el equipo primero necesitaba desarrollar un medio para hacer oscilar un objeto en respuesta a una fuente de energía constante.

Para hacer eso, primero construyeron un 2 centímetros cilindro largo de hidrogel flexible y anclado al fondo de un tanque de agua. Descubrieron que cuando un rayo de luz se dirigía al cilindro, en realidad se movía 66 visitas por minuto.

También se sorprendieron al descubrir que al mover la fuente de luz, el cilindro se doblaba hacia la izquierda, hacia la derecha, hacia arriba o hacia abajo, en respuesta.

Al cambiar la longitud y el grosor del cilindro, también pudieron afectar la velocidad a la que se movía el cilindro. Sobre esta base, el equipo utilizó el mismo hidrogel para construir un robot rectangular con forma de tabla de surf con una cola submarina extendida (como se ve en el primer video de arriba).

Según el artículo de prensa de UCLA, "Cuando la luz de un láser golpea un punto en la cola, ese punto se calienta. El ligero aumento de temperatura hace que esa parte del robot expulse algo de su agua y se reduzca en volumen, lo que mueve el cola hacia la fuente de luz. Después de que se mueve hacia arriba, la cola crea una sombra que enfría la sección donde el láser originalmente hizo contacto con el robot, lo que hace que la cola descienda nuevamente ".

Siempre que la luz llegue al objetivo, este proceso se puede repetir indefinidamente. A través de una mayor experimentación, el equipo descubrió que podían hacer que la cola se moviera 35 veces por minuto.

Eso fue suficiente, según su estimación, para mover el robot 1,15 veces la longitud de su cuerpo por minuto.

Ximin He, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales de UCLA e investigador principal del estudio, explicó que "típicamente, la generación de oscilación depende de la entrada de energía intermitente, como luz pulsada o corriente eléctrica alterna".

"Por el contrario, este estudio muestra una nueva forma de generar oscilación, mediante el uso de una entrada de energía constante que es fácilmente accesible desde el entorno ambiental y de bajo costo de aprovechar", agregó.

Al igual que el cilindro fijo en experimentos anteriores, podrían hacer que el robot se dirigiera al reposicionar la fuente de luz. Incluso podría dirigirse en una curva.

"Esta es realmente una demostración fundamental de que la luz directa y constante puede impulsar y determinar el movimiento", dijo Yusen Zhao, autor principal del estudio.

"Podría ser un paso hacia una variedad de diseños robóticos que no están atados y funcionan únicamente con la luz disponible en su entorno, en lugar de depender de baterías pesadas o cables de alimentación", agregó Zhao.

¿Qué aplicaciones podría tener esto en el mundo real?

Teóricamente, el diseño podría ampliarse para proporcionar nuevas formas de sistemas de propulsión submarina. Incluso podría tener aplicaciones para velas de viento que utilizan la luz solar para maniobrar.

A menor escala, esta tecnología podría utilizarse para algunos procedimientos médicos de precisión. Por supuesto, también sería necesario introducir una fuente de luz directa en el cuerpo del paciente para que esto sea práctico.

"La belleza del fotooscilador basado en gel es su simplicidad de diseño", explicó Zhao. "La interacción entre el material blando 'inteligente' y la luz ambiental permitió su movimiento autorregulado".

Zhao incluso insinuó que la tecnología podría adaptarse para la generación de energía, como ondas acústicas o señales electrónicas / magnéticas, por ejemplo.

El artículo original fue publicado en la revista. Ciencia Robótica.


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