En el mundo de la robótica, los robots blandos son los nuevos chicos de la cuadra. Las capacidades únicas de estos autómatas son doblarse, deformar, estirarse, girar o apretar de todas las formas en que los robots rígidos convencionales no pueden.

Hoy dia, Es fácil imaginar un mundo en el que los humanos y los robots colaboren, en estrecha proximidad, en muchos ámbitos. Los robots blandos emergentes pueden ayudar a garantizar que esto se pueda hacer de manera segura, y de una manera que se sincroniza con los entornos humanos o incluso interactúa con los humanos mismos.

"Algunas de las ventajas de los sistemas robóticos blandos son que pueden adaptarse fácilmente a entornos no estructurados, oa superficies irregulares o blandas, como el cuerpo humano, ", dijo el profesor de ingeniería eléctrica e informática de UC Santa Bárbara, Yon Visell.

A pesar de su promesa, hasta la fecha, la mayoría de los robots blandos se mueven lenta y torpemente en comparación con muchos robots convencionales. Sin embargo, la brecha se está reduciendo gracias a los nuevos desarrollos en la unidad fundamental del movimiento robótico:el actuador. Responsable del movimiento mecánico de un mecanismo o una máquina, los actuadores hacen su trabajo de diversas formas, confiando en electromagnético, piezoeléctrico, Fuerzas neumáticas u otras.

Ahora, Visell y sus colaboradores de UCSB han casado los accionamientos electromagnéticos utilizados en la mayoría de los sistemas robóticos convencionales con materiales blandos, para lograr velocidad y suavidad. "Un análogo biológico interesante del actuador descrito en nuestro nuevo trabajo podría ser un músculo de contracción rápida, "dijo Visell, quien junto con el profesor de química y bioquímica de UCSB Thuc-Quyen Nguyen, y postdoctorados Thanh Nho Do y Hung Phan, es autor del artículo "Actuadores electromagnéticos suaves para aplicaciones robóticas". El artículo aparece en la portada de la revista. Materiales funcionales avanzados .

El principal desafío para Visell y sus colegas fue construir un actuador que pudiera alcanzar velocidades mayores de lo que normalmente era posible con los actuadores robóticos suaves. muchos de los cuales dependen de procesos lentos, como el flujo de aire o los efectos térmicos.

"En este proyecto, queríamos ver hasta dónde podíamos llevar la idea de tener muy rápido Actuación de bajo voltaje dentro de un paradigma robótico completamente suave, ", dijo. Basaron su trabajo en el motor electromagnético, un tipo común de actuador rápido y de bajo voltaje que se utiliza en todo, desde automóviles eléctricos hasta electrodomésticos, pero ha visto poca aplicación efectiva en sistemas robóticos suaves.

El trabajo del equipo ha dado como resultado un tipo de actuador que es rápido, bajo voltaje y suave, y también notablemente pequeño, solo unos pocos milímetros de tamaño. Usando único, conductores de aleación de metal líquido recubiertos de fibras poliméricas huecas y compuestos poliméricos magnetizados, los investigadores crearon con patrones, componentes tridimensionales que forman la base de análogos suaves de motores eléctricos estándar. Las fibras en sí son compuestos poliméricos que el equipo diseñó para tener una alta conductividad térmica, mejorando enormemente su rendimiento.

"Nos dimos cuenta de que los componentes son blandos y elásticos, y los combinó para crear estas estructuras motoras que pueden mover cosas, "Dijo Visell. Para demostrar, crearon un pequeño, pinza de milímetros de ancho que se puede cerrar en solo milisegundos, y un estimulador táctil suave que puede operar a frecuencias de cientos de ciclos por segundo.

Estos dispositivos podrían encontrar uso en áreas emergentes como la háptica, donde se busca la retroalimentación táctil para aplicaciones que incluyen realidad virtual y, por supuesto, el pariente cercano de la háptica:la robótica blanda. "Estos accionadores electromagnéticos suaves se pueden utilizar para crear pantallas táctiles que se adapten a la piel humana, o herramientas robóticas en miniatura para endoscopia quirúrgica u otras aplicaciones médicas, ", dijo el postdoctorado Thanh Nho Do.

"Esperamos aplicar estas nuevas tecnologías robóticas suaves en áreas que van desde la realidad virtual, realidad aumentada, tecnologías portátiles, salud y medicina, ", Dijo Visell." El horizonte está abierto de par en par ".