Los investigadores de la Universidad Carnegie Mellon han utilizado máquinas de tejer controladas computacionalmente para crear peluches y otros objetos tejidos que son accionados por tendones. Es un enfoque que dicen que algún día podría usarse para fabricar de manera rentable robots blandos y tecnologías portátiles.

El software desarrollado por investigadores del Morphing Matter Lab y Dev Lab de CMU en el Human-Computer Interaction Institute hace posible que los objetos emerjan de las máquinas de tejer en sus formas deseadas y con tendones ya incrustados. Luego se pueden rellenar y los tendones se unen a los motores, según sea necesario.

Lea Albaugh, un doctorado estudiante que lideró el esfuerzo de investigación, desarrolló la técnica de incrustación de tendones y exploró este espacio de diseño para hacer pantallas de lámparas que cambian de forma, muñecos de peluche que dan abrazos al pincharlos en el estómago e incluso un suéter con manga que se mueve por sí sola. Aunque en gran parte fantasioso, estos objetos demuestran capacidades que eventualmente podrían tener aplicaciones serias, como robots blandos.

"La robótica blanda es un campo en crecimiento, ", Señaló Albaugh." La idea es construir robots a partir de materiales que sean inherentemente seguros para que las personas estén cerca, por lo que sería muy difícil lastimar a alguien. Los componentes blandos accionados serían baratos de producir en máquinas de tejer comerciales.

"Tenemos tantos objetos blandos en nuestras vidas y muchos de ellos podrían interactuar con esta tecnología, ", agregó." Una prenda podría ser parte de su sistema de información personal. Tu suéter por ejemplo, podría tocarte el hombro para llamar tu atención. La tela de una silla puede servir como interfaz háptica. Las mochilas pueden abrirse solas ".

Albaugh y sus co-investigadores, Los miembros de la facultad de HCII Scott Hudson y Lining Yao, presentará su investigación en CHI 2019, la Conferencia de la Asociación de Maquinaria de Computación sobre Factores Humanos en Sistemas de Computación, 4-9 de mayo en Glasgow, Escocia. Hay un video disponible en línea.

Las máquinas de tejer comerciales están bien desarrolladas y son ampliamente utilizadas. pero generalmente requieren una programación minuciosa para cada prenda. Esta nueva investigación se basa en trabajos anteriores de CMU para automatizar el proceso, facilitando el uso de estas máquinas de producción en masa para producir diseños personalizados y únicos.

"Es una canalización muy conveniente de usar para producir objetos tejidos accionados, "dijo Yao, profesor asistente en HCII. Otros investigadores han experimentado con objetos textiles accionados, ella notó, pero se han enfrentado a la laboriosa tarea de agregar tendones a elementos terminados. Incrustar tendones en los materiales a medida que se crean ahorra tiempo y esfuerzo, y añade precisión a la actuación.

Los investigadores desarrollaron métodos para incrustar trayectorias de tendones horizontalmente, vertical y diagonalmente en láminas y tubos de tela. Mostraron que la forma de la tela, combinado con la orientación de la trayectoria del tendón, puede producir una variedad de efectos de movimiento. Estos incluyen curvas asimétricas, Curvas y giros en forma de S. La rigidez de los objetos se puede ajustar rellenándolos con varios materiales, como los que están disponibles para los aficionados.

Se pueden utilizar varios materiales para tendones, incluido hilo de acolchar envuelto en poliéster, hilo de pura seda y monofilamento de nailon.

Además de accionar los objetos, estas técnicas también pueden agregar capacidades de detección a los objetos. Al conectar sensores a cada tendón, por ejemplo, es posible detectar la dirección en la que el objeto se dobla o se retuerce. Tejiendo con hilo conductor, Los investigadores demostraron que podían crear almohadillas de contacto para la detección táctil capacitiva y sensores de tensión para detectar si una muestra está estirada.

La impresión 3D ya se está utilizando para personalizar, objetos accionados y componentes robóticos, Albaugh dijo, aunque los materiales suelen ser duros. El tejido controlado computacionalmente tiene el potencial de expandir las posibilidades y hacer que los resultados sean más amigables para las personas.

"Creo que hay un enorme poder en el uso de materiales que la gente ya asocia con la comodidad, " ella dijo.