Las arquitecturas de inteligencia artificial y robótica a menudo se inspiran en patrones que ocurren en la naturaleza, tanto en humanos como en animales. Los patrones de movimiento observados en animales se han replicado en robots a través de una serie de mecanismos que cambian de forma, como la hinchazón química, estiramiento de la piel o transformación de origami.

Investigadores del Centro de Investigación de Robótica Suave de la Universidad Nacional de Seúl en Corea del Sur y la Fundación Rebikoff-Niggeler (FRN) en Portugal han desarrollado recientemente una arquitectura robótica inspirada estructuralmente en la anguila pelícano, una especie de pez que vive en las profundidades marinas. Su arquitectura, presentado en un artículo publicado en Ciencia Robótica , es uno de los últimos de una serie de diseños inspirados en animales o fenómenos naturales.

"En los ultimos años, hemos estado trabajando en varios robots bioinspirados, incluido el robot de salto de agua inspirado en un caminante de agua publicado en Ciencias , así como robots transformables inspirados en origami y robots blandos, "Prof. Kyujin Cho, autor correspondiente e investigador principal del estudio, dijo a TechXplore. "Nuestra investigación sobre origami estirable puede considerarse como una integración de nuestros trabajos anteriores".

Mientras estudia cómo el pez pelícano infla su boca, Cho y sus colegas plantearon la hipótesis de que este comportamiento podría replicarse en robots utilizando una combinación de técnicas de despliegue de origami y estiramiento de piel suave. Esto los inspiró a diseñar arquitecturas basadas en origami hechas de materiales elásticos y blandos, que permiten cambios sustanciales en la forma de un robot.

Hasta aquí, la mayoría de los equipos de investigación han desarrollado robots utilizando materiales blandos o diseños basados ​​en origami. La diferencia clave entre los robots blandos y las arquitecturas basadas en origami es que mientras que los primeros cambian de forma estirando su piel, los segundos lo hacen desplegando sus pliegues, como en el arte japonés del origami.

Al intentar comer presas, la anguila pelícano realiza un movimiento único, lo que implica tanto desplegar sus pliegues como inflar su boca. En su estudio, Cho y sus colegas se propusieron replicar este comportamiento en una arquitectura robótica combinando técnicas inspiradas en origami con el uso de materiales blandos.

"Nuestro origami estirable está hecho completamente de materiales elásticos, por lo que incorpora ambos modos de transformación que se despliegan y se estiran, "Woongbae Kim, el primer autor del estudio y el diseñador principal de la arquitectura robótica, explicado. "En comparación con otras arquitecturas bioinspiradas que reproducían mecanismos monolíticos de cambio de forma, el principio de transformación dual permite la transformación de formas extremas con dos movimientos funcionales diferentes. "

En la arquitectura propuesta por Kim y sus colegas, Los recorridos de fluidos de la suave piel artificial están encerrados y guiados por un conjunto de unidades de origami extensibles, que imitan el mecanismo que permite a la anguila pelícano inflar su boca. La presión del fluido apunta en la dirección en la que el cuerpo del robot se despliega inicialmente, lo que da como resultado un movimiento muy parecido al de la anguila pelícano.

Los investigadores pudieron desarrollar una unidad básica de transformación dual a partir del diseño de robot inspirado en pelícanos, que se puede utilizar como unidad básica para varios tipos de diseños de origami. Descubrieron que los robots resultantes podían realizar una variedad de comportamientos, incluido el agarre, rastreo y movimiento bajo el agua.

"Nuestro estudio ofrece una nueva estrategia de diseño para que los robots blandos sean inicialmente compactos y planos, pero que se puede implementar para realizar una tarea y luego volver a plegarse de forma autónoma, Cho dijo:"Creemos que los robots blandos se desarrollarán en una forma compacta y portátil en el futuro para que la gente pueda usarlos fácilmente en su vida diaria".

En el futuro, El diseño único de origami y piel estirable propuesto por Kim y sus colegas podría usarse para desarrollar una variedad de nuevos sistemas robóticos de transformación de formas. Los investigadores ahora planean continuar desarrollando su diseño, por ejemplo, explorando cómo los sensores extensibles podrían integrarse con arquitecturas basadas en origami.

"Aún quedan muchas cosas por hacer, "Dijo Kim." Ahora mismo, El principio que presentamos se puede aplicar a varias estructuras de origami para crear nuevos movimientos, como la torsión combinada de despliegue. Para aplicaciones robóticas reales, Las estructuras de origami extensibles deben optimizarse para que sean más fuertes y confiables. Finalmente, nos gustaría utilizar nuestro diseño para desarrollar nuevos sistemas robóticos suaves, como un brazo robótico blando desplegable ".

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