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Tacuba 5, Centro, Ciudad de México, Distrito Federal, C.P. 06000 http://www.academiapanamericanaingenieria.org
Ciencia y Tecnología Solo para Ingenieros
Dr. Arnoldo Bautista Corral
Sólo para Ingenieros (295): Robots – Parte XIV: Octobot, el primer robot autónomo, completamente blando. 5/09/2016 Especialidad: Robótica, Mecatrónica, Ingeniería Mecánica Estimados colegas y amigos: Seguramente estarán ustedes de acuerdo conmigo que la impresión 3D se está utilizando en un número creciente de asombrosas aplicaciones. En esta ocasión un colega, ingeniero mecatrónico, nos envía información generada en la Universidad de Harvard sobre un nueva aplicación 3D. Se trata de un avance innovador en la robótica blanda: ¡El Octobot!, veamos…
Un equipo de investigadores de ‘Harvard University (HU)’ con experiencia en impresión en 3D, ingeniería mecánica y microfluídica, han mostrado el primer robot autónomo sin conexiones y completamente blando. Este pequeño robot impreso con tecnología 3D – cuyo apodo es ‘Octabot’ – podría representar los primeros pasos de una nueva generación de máquinas autónomas completamente blandas. La robótica blanda puede revolucionar la forma en que los humanos interaccionan con las máquinas. Sin embargo, los investigadores han batallado con muchas problemas para construir robots que cumplan con la premisa de ser completamente blandos. Los sistemas para generar potencia y control – tales como baterías o tarjetas de circuitos – son rígidos y hasta ahora los robots con cuerpos blandos han tenido que ser construidos ya sea con sistemas fuera del cuerpo de los mismos (dependiendo de cables externos conectados para controlarlos o energizarlos) o equipados con componentes duros dentro de ellos.
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Tanto Robert Wood, Profesor de la cátedra ‘Charles River’ de ‘Engineering and Applied Sciences’, como Jennifer A. Lewis, Profesora de la cátedra ‘Hansjorg Wyss - Biologically Inspired Engineering’ en la ‘John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS)’ de ‘HU’ lideran este proyecto. Lewis y Wood forman parte del claustro de investigadores del ‘Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering’ en la ‘HU’.
‘Una visión largamente esperada en el campo de la robótica blanda ha sido crear robots que sean completamente blandos, pero la dificultad ha sido siempre el reemplazar componentes rígidos como la baterías y los controles electrónicos con sistemas blandos e interconectarlos entre si’, comentó Wood. ‘Nuestra investigación demuestra que, con la tecnología actual, fácilmente podemos fabricar los componentes clave de un robot sencillo, completamente blando, lo que va a constituir sin duda, las bases para diseños más complejos’. La investigación se publicó en ‘Nature’.
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‘A través de nuestra propuesta de ensamble híbrido, fuimos capaces de imprimir, en forma muy rápida, con un formato 3D, cada uno de los componentes operativos requeridos dentro del cuerpo blando del robot, incluyendo el almacenaje de combustible, generadores de potencia y actuadores, expresó Lewis. ‘El octobot es simplemente la materialización de un proyecto para demostrar nuestra estrategia de diseño integrado mediante una fabricación aditiva para una operación autónoma inherente.’
Los pulpos han sido por mucho tiempo un fuente de inspiración de la robótica blanda. Estas curiosas criaturas pueden realizar increíbles hazañas de fuerza y destreza sin un esqueleto interno.
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Por su parte, el ‘Octobot’ de Harvard esta basado en la neumática, p.e., su potencia la adquiere de un gas bajo presión. Una reacción dentro del bot transforma una pequeña cantidad de combustible líquido (peróxido de hidrógeno) en una grandes cantidades de gas, el cual fluye en los brazos del ‘Octobot’ y lo infla como un globo. (ver reacción en la liga: (Ver movimientos de ‘Octabot’ en la liga: https://www.youtube.com/watch?v=CDohWwEXQ68).
‘Las fuentes de poder para robots blandos siempre han dependido de un algún tipo de componente rígido’, expuso Michel Wehner, un posdoctorante en el lab Wood y co-primer autor de la publicación de esta investigación. ’Lo maravilloso del peróxido de hidrógeno es que una reacción simple entre el químico y el catalizador – en este caso el platino – nos permite reemplazar las fuentes de poder rígidas’. (Ver reacción del H2O2 en la liga: https://youtu.be/Y8GGTtq2_NU)
Para controlar la reacción, el equipo utilizó un circuito lógico que trabaja a base de microfluidos diseñado en trabajos previos por el coautor y químico Geroge Whitesides, Profesor de la cátedra ‘Woodford L. Y Ann A. FLowers’ y miembro de del claustro de profesores del ‘Wyss Institute’. El circuito, un análogo de un oscilador electrónico sencillo, controla cuando el peróxido de hidrógeno se descompone en un gas en el ‘Octobot’.
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‘El sistema completo es realmente sencillo de fabricar, combinando tres métodos de fabricación – litografía blanda, moldeado e impresión 3D –, con ellos podemos fabricar rápidamente estos artilugios’, comentó Ryan Truby, un estudiante de posgrado trabajando en el laboratorio Lewis y co-primer autor de la publicación.
La simplicidad del procesos de ensamble son los primeros pasos para diseños más complejos. En el siguiente paso el equipo de Harvard espera diseñar un ‘Octobot’ que pueda arrastrase, nadar e interaccionar con su ambiente.
‘Esta investigación es una prueba de concepto’, explicó Truby. ‘Esperamos que nuestra aproximación para crear robots blandos autónomos inspire a especialistas en robótica y en materiales así como a investigadores enfocados en manufactura avanzada.’
Como coautor de la publicación participó Daniel Fitzgerald del ‘Wyss Institute’ y Bobak Mosadegh, de la ‘Cornell University’. La investigación fue apoyada por la ‘National Science Foundation’ a través del ‘Materials Research Science and Engineering Center’ y del ‘Engineering Center’ en Harvard y por el ‘Wyss Institute’.
Fuente: http://news.harvard.edu/gazette/story/2016/08/the-first-autonomous-entirely-soft-robot/ _____________ Agradezco las contribuciones y opiniones enviadas.
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No. de ingenieros en la lista de distribución: 1,102 No. de envío: 295 Bienvenidos comentarios sobre los envíos. Este correo no tiene acentos. Deseando tengan un buen fin de semana, les envío un fuerte abrazo. Arnoldo _____________ Solo para ingenieros (294): Modelo de cómputo para diseñar nanotransportadores de fármacos... _____________ El 02/09/16 a las 8:02, Cyro Laurenza escribió: Muito caro Arnoldo excelente trabalho nos envia sempre com tanta dedicação. Este último de transporte em nanotecnologia tenho experiência em nível familiar. Pessoa com grave câncer foi curado com esta tecnologia aplicada no combate à específicas células cancerosas. Parabéns pelo teu trabalho e aos colegas indianos que realizaram esses estudos. Cyro Laurenza - Brazil _____________ El 02/09/16 a las 14:15, Agustin Lopez Munguia escribió: Muy interesante Arnoldo... y sobre el mismo tema, sabes de las superficies que impiden la adhesión de bacterias, basadas en la estructura de la piel de tiburón? Abrazo A _____________ El 04/09/16 a las 6:09, José M. escribió: Hola Arnoldo: Muy interesante tu artículo. Es realmente sorprendente. Saludos y un abrazo. José Manuel Mayagoitia H. _____________ El 05/09/16 a las 9:22, Juan Pablo Leyva Sanchez escribió: Muchas gracias Dr. Bautista, muy interesantes sus artículos como siempre, le mando un cordial saludo y deseo que todo por allá esté muy bien. Excelente día. JP. _____________ Otras Ligas: Liga al Portal de la Academia Panamericana de Ingeniería - Ciencia y Tecnología - 'Sólo para ingenieros': http://www.academiapanamericanaingenieria.org/Solo_Ingenieros/index.html Liga a: Ingeniería para todos: ‘Innovación en el concreto: más flexible, fuerte y duradero’, se publicó en la Unión de Morelos el lunes 29 de agosto de 2016, página 28: https://www.launion.com.mx/servicios/hemeroteca-virtual/14079-29-agosto-2016.html#/28/zoomed
