Un equipo de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC State) construyó un robot sin electrónica que salta sin detenerse mientras lo ilumine una fuente de luz infrarroja. Lo llamaron soft ring jumper, tiene forma de aro doblado, parece un aro de oreja y se mueve como un personaje de videojuego. El trabajo salió publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, contó New Atlas.
En la imaginación popular, los robots son seres grandes, cuadrados y metálicos como R2D2 o TARS, de Interstellar. La robótica blanda, en cambio, trabaja con una variedad enorme de extremidades, sensores y tipos de cuerpo que amplían bastante la idea de qué forma puede tener un robot y qué tareas puede cumplir.
Los autores son los doctorandos Caizhi Zhou y Haoze Sun, los doctores Haitao Qing y Yaoye Hong, el profesor Jie Yin y el investigador posdoctoral Fangjie Qi, todos de NC State. Dicho en simple, el robot se mueve con el mismo principio que los avioncitos de madera de balsa que se impulsan con un elástico enrollado.
"Usamos la torsión para almacenar energía elástica", explicó Yin, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial. Como libera toda la energía acumulada de una vez, el robot "no necesita que lo reinicien entre saltos. Se reinicia solo".
¿Cómo funciona el salto?
El cuerpo es sobre todo una cuerda de elastómero de cristal líquido doblada en forma de aro. Un tope de aluminio delgado, con forma de V, une los dos extremos de la cuerda. La luz infrarroja contrae la cuerda, que se tuerce y se tensa sin enrollarse ni desarmarse gracias al tope en V.
Cuando la cuerda alcanza el máximo de energía almacenada, el tope de aluminio se dispara hacia abajo, golpea el suelo y empuja al robot hacia adelante o hacia arriba. Durante el movimiento, la cuerda recupera su forma original y queda lista para el siguiente salto, siempre que la luz infrarroja siga encendida.
Un solo ángulo cambia el movimiento
El equipo descubrió que podía controlar el tipo de movimiento con cambios mínimos de diseño, según explicó Fangjie Qi, primer autor del estudio.
"Si la V en un extremo de la gota es muy ancha, con un ángulo de 120 grados, el robot simplemente se arrastra hacia adelante. Si se reduce el ángulo a 90 grados, salta hacia adelante. Y si se reduce todavía más, a 50 grados, el robot salta en vertical. En otras palabras, un solo parámetro geométrico determina si se arrastra, salta hacia adelante o salta hacia arriba", dijo Qi.
| Ángulo del tope en V | Movimiento |
|---|---|
| 120 grados | Se arrastra hacia adelante |
| 90 grados | Salta hacia adelante, unas tres veces el largo de su cuerpo |
| 50 grados | Salta en vertical, hasta 80 veces su altura |
Para que el robot salte más lejos bastó con agregar un pequeño peso en el lado del aro opuesto al tope. Según Qi, eso "cambia el centro de masa del robot y produce un movimiento hacia adelante más poderoso y estable, como un nadador que se inclina hacia adelante al lanzarse desde el partidor".
Por qué era difícil saltar muchas veces
Hasta ahora, lograr saltos repetidos en robots blandos autónomos era complicado, porque esa acción exige, como describe el artículo de PNAS, "reinicio externo, control complejo o estimulación espaciotemporal". El robot de NC State usa la torsión fototérmica que produce la luz infrarroja en su forma de gota, así que puede saltar, aterrizar, reiniciarse y volver a saltar de forma continua. Según los autores, se adapta a terrenos variados, a entornos líquidos y a obstáculos, todo sin control externo.
Los diseñadores no tienen hoy un uso definido para estos robots saltarines. New Atlas plantea que, combinados con electrónica de bajo consumo y microsensores livianos, podrían recolectar datos en distancias grandes o en lugares de difícil acceso.
"No hay aplicaciones inmediatas para este trabajo", reconoció Yin, "pero es un avance fundamental que vale la pena explorar para un posible uso en navegación ambiental, robótica de enjambre y navegación en terreno no estructurado".
El anuncio original está en el sitio de NC State.
