Robot capaz de saltar 23 veces la longitud de su cuerpo

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Los colémbolos, unos pequeños insectos que suelen encontrarse arrastrándose por la hojarasca y la tierra del jardín, son saltadores expertos.

Inspirados por estos hexápodos saltadores, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS) han creado un robot que camina y salta y que supera los límites de lo que pueden hacer los robots pequeños.

La investigación vislumbra un futuro en el que los ágiles microrrobots pueden arrastrarse por espacios diminutos, deslizarse por terrenos peligrosos y percibir su entorno sin intervención humana.

El nuevo robot de Harvard fue creado en el laboratorio de Robert J. Wood, profesor de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Harry Lewis y Marlyn McGrath en SEAS.

Es una modificación del microrrobot ambulatorio de Harvard (HAMR), una plataforma microrrobótica diseñada originalmente a partir de la diestra y difícil de matar cucaracha.

Ahora, HAMR está equipado con una fúrcula robótica, el apéndice bifurcado en forma de cola que se esconde debajo del cuerpo de un colémbolo y que este empuja desde el suelo para lanzarlo al aire.

“Los colémbolos son interesantes como inspiración, dada su ubicuidad, tanto espacial como temporal, en todas las escalas evolutivas“, dijo Wood.

“Tienen este mecanismo único que implica un contacto rápido con el suelo, como un puñetazo rápido, para transferir el impulso e iniciar el salto”.

Para volar, el robot utiliza lo que se llama accionamiento de resorte mediado por pestillo, en el que la energía potencial se almacena en un elemento elástico, la fúrcula, que se puede desplegar en milisegundos como una catapulta.

Este fenómeno físico se encuentra una y otra vez en la naturaleza, no solo en los colémbolos: desde la lengua que se mueve de un camaleón hasta el apéndice que mata presas de un camarón mantis.

El equipo de Wood creó anteriormente un robot que golpeaba inspirado en el camarón mantis.

“Parecía natural intentar explorar el uso de un mecanismo similar, junto con los conocimientos adquiridos a partir de los saltos de los colémbolos, para robots saltadores pequeños”, dijo Wood.

La fúrcula del colémbolo también es elegantemente simple, compuesta por sólo dos o tres unidades vinculadas.

“Creo que esa simplicidad es lo que inicialmente me atrajo para explorar este tipo de solución“, dijo el primer autor y ex investigador de SEAS Francisco Ramírez Serrano.

El equipo utilizó flujos de trabajo de microfabricación optimizados, iniciados en el laboratorio de Wood, para desarrollar el robot del tamaño de la palma de la mano, ligero como un clip de papel, que puede caminar, saltar, trepar, golpear e incluso recoger objetos.

El robot demuestra algunos de los saltos más largos y altos de cualquier robot existente en relación con la longitud del cuerpo; su mejor rendimiento es de 1,4 metros, o 23 veces su longitud.

En cambio, un robot similar puede saltar el doble de distancia, pero pesa 20 veces más que el robot de Harvard.

“Los microrrobots existentes que se mueven en terrenos planos y saltan no poseen ni de lejos la agilidad que tiene nuestra plataforma“, dijo Serrano.

El equipo incorporó simulaciones informáticas detalladas al diseño del robot para ayudarlo a aterrizar de manera óptima cada vez, controlando con precisión la longitud de sus enlaces, la cantidad de energía almacenada en ellos y la orientación del robot antes del despegue.

Al reunir todo tipo de habilidades atléticas en un robot liviano, el equipo está entusiasmado por un futuro en el que robots como los suyos puedan atravesar lugares que los humanos no pueden o no deberían.

“Caminar proporciona un modo de locomoción preciso y eficiente, pero está limitado en términos de atravesar obstáculos“, dijo Wood.

“Saltar puede superar obstáculos, pero es menos controlado. La combinación de los dos modos puede ser efectiva para navegar en entornos naturales y no estructurados”.

Fuente: Science Robotics