Imagine un robot que pueda caminar, sin electrónica, y solo con la adición de un cartucho de gas comprimido, directamente desde la impresora 3D.
Además, puede imprimirse de una sola vez, a partir de un solo material.
Eso es exactamente lo que los expertos en robótica han logrado con los robots desarrollados por el Laboratorio de Robótica Bioinspirada de la Universidad de California en San Diego.
Para lograr esta hazaña, los investigadores se propusieron utilizar la tecnología más sencilla disponible: una impresora 3D de escritorio y un material de impresión comercial.
Este enfoque de diseño no solo es robusto, sino también económico: fabricar cada robot cuesta unos 20 dólares.
“Esta es una forma completamente diferente de ver la construcción de máquinas“, afirmó Michael Tolley, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UC San Diego y autor principal del artículo.
Estos robots podrían utilizarse en entornos donde la electrónica no funciona.
Por ejemplo, los robots podrían utilizarse para reconocimiento científico en zonas con alta radiación, respuesta a desastres o exploración espacial.
Los investigadores probaron los robots en el laboratorio y demostraron que, siempre que estuvieran conectados a una fuente de aire o gas a presión constante, podían funcionar sin interrupción durante tres días.
El equipo también demostró que los robots podían caminar al aire libre, sin ataduras, utilizando un cartucho de gas comprimido como fuente de energía, y atravesar diferentes superficies, como césped y arena.
El robot incluso podía caminar bajo el agua.
El objetivo no solo era diseñar robots que pudieran caminar directamente desde la impresora con la adición de una fuente de energía de aire, sino también hacerlo con materiales flexibles y blandos.
«Estos robots no se fabrican con ninguno de los componentes rígidos tradicionales que suelen utilizar los investigadores», explicó Tolley.
En su lugar, están hechos de un simple filamento de impresión 3D.
El mayor reto fue crear un diseño que incluyera músculos artificiales y un sistema de control, todo impreso con el mismo material blando en una sola impresión.
El equipo, dirigido por el investigador postdoctoral Yichen Zhai, del grupo de investigación de Tolley en la Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego, adaptó una técnica de impresión 3D que habían utilizado previamente para construir una pinza sin componentes electrónicos.
Sus esfuerzos condujeron a la fabricación de un robot de seis patas.
“Hemos dado un gran paso adelante con un robot que camina completamente solo“, afirmó Zhai.
Para impulsar el movimiento de los robots, el equipo creó un circuito oscilante neumático que controla los movimientos repetidos de actuadores suaves, similar al mecanismo que impulsaba la máquina de vapor de una locomotora.
El circuito coordina el movimiento de las seis patas suministrando presión de aire en el momento adecuado, alternando entre dos conjuntos de tres patas.
Las patas de los robots pueden moverse en cuatro grados de libertad: arriba y abajo, adelante y atrás, lo que a su vez permite al robot caminar en línea recta.
Los próximos pasos incluyen encontrar maneras de almacenar el gas comprimido dentro de los robots y utilizar materiales reciclables o biodegradables.
Los investigadores también están explorando maneras de añadir manipuladores, como pinzas, a los robots.
El laboratorio de Tolley se asoció con BASF a través de su Alianza de Investigación de California (CARA) para probar diversos materiales blandos que podrían utilizarse en impresoras 3D estándar.
Algunos de los materiales de alta gama que probaron no están disponibles comercialmente, pero los investigadores también imprimieron con éxito los robots con materiales estándar disponibles comercialmente.
Fuente: Advanced Intelligent Systems
Artículos relacionados:
Robots aprenden a caminar naturalmente al comprender sus cuerpos 
Crean robots capaces de actuar en enjambre sin chocar entre ellos ni sufrir atascos de circulación 
Al fin los robots son capaces de pelar un plátano sin aplastarlo 
Método para el movimiento de las alas de robots funciona sin electrónica ni baterías 
Robots magnéticos capaces de trepar paredes en segundos 
Inteligencia artificial enseña a los robots a caminar, creando recorridos con obstáculos personalizados