El dispositivo diminuto puede saltar 23 veces la longitud de su cuerpo

Las colas de primavera, los pequeños insectos que a menudo se encuentran arrastrándose a través de la hojarasca y el suelo de jardín, son saltadores expertos. Inspirados por estos hexápodos de salto, los robotistas en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS) han hecho un robot caminante y saltador que empuja los límites de lo que los pequeños robots pueden hacer.

Publicado en Robótica de la cienciala investigación vislumbra un futuro en el que los microrobots ágiles pueden arrastrarse a través de pequeños espacios, dispararse a través de un terreno peligroso y sentir sus entornos sin intervención humana.

El nuevo robot de Harvard fue creado en el laboratorio de Robert J. Wood, el profesor de ingeniería y ciencias aplicadas de Harry Lewis y Marlyn McGrath en Seas. Es una modificación del Harvard Ambulatory Microrobot (Hamr), una plataforma microrobótica modelada originalmente después de la dexterosa y difícil de matar cucaracha.

Ahora, Hamr está equipado con una furcula robótica: el apéndice bifurcado y en forma de cola escondido bajo el cuerpo de una cola de primavera que empuja del suelo para enviarlo al aire.

“Las colas de primavera son interesantes como inspiración, dada su ubicuidad, tanto espacial como temporalmente, a través de escalas evolutivas”, dijo Wood. “Tienen este mecanismo único que implica un contacto rápido con el suelo, como un golpe rápido, para transferir impulso e iniciar el salto”.

Para ir en el aire, el robot usa lo que se llama actuación de primavera mediada por el pestillo, en la cual energía potencial se almacena en un elemento elástico, el furcula, que se puede desplegar en milisegundos como una catapulta. Este fenómeno físico se encuentra una y otra vez en la naturaleza, no solo en las colas de primavera: desde la lengua parpadeante de un camaleón hasta el apéndice matar a presas de un camarón de mantis.

El equipo de Wood creó anteriormente un robot perforador inspirado en camarones de mantis. “Parecía natural tratar de explorar El uso de un mecanismo similar, junto con ideas de Springtail salta, para pequeños robots de salto “, dijo Wood.

La furcula del Springtail también es elegantemente simple, compuesta por solo dos o tres unidades vinculadas. “Creo que la simplicidad es lo que inicialmente me encantó para explorar este tipo de solución”, dijo el primer autor y ex compañero de investigación de SEAS, Francisco Ramirez Serrano.

El equipo usó flujos de trabajo de microfabricación simplificados Pionero en el laboratorio de madera para desarrollar el robot de papel de papel de papel de tamaño de palma que puede caminar, saltar, escalar, golpear e incluso recoger objetos.

El robot demuestra algunos de los saltos más largos y más 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. Por el contrario, un robot similar puede saltar el doble de lejos, pero supera al robot Harvard por 20 veces.

“Los microrobots existentes que se mueven en terreno plano y salto no poseen casi la agilidad que hace nuestra plataforma”, dijo Serrano.

El equipo incorporó simulaciones de computadora detalladas en el 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.

Empacar todo tipo de habilidades atléticas en un solo peso ligero robot tiene el equipo entusiasmado por un futuro donde robots como el de ellos podrían atravesar lugares a los humanos que no pueden o no deberían.

“Walking proporciona un modo de locomoción preciso y eficiente, pero es limitado en términos de transversal de obstáculos”, dijo Wood. “Saltar puede superar los obstáculos pero está menos controlado. La combinación de los dos modos puede ser efectiva para navegar en entornos naturales y no estructurados”.