Los robots asimétricos "sin cerebro" pueden navegar de forma autónoma a través de laberintos complejos

Los investigadores han creado un robot blando que puede recorrer laberintos sencillos sin guía humana ni informática. Su forma asimétrica le permite completar giros de forma independiente y evitar que quede atrapado. Ahora, se han basado en este trabajo para crear un robot blando "sin cerebro" que puede navegar en entornos más complejos y dinámicos.

"En nuestro trabajo anterior, demostramos que nuestro robot blando era capaz de invertir la dirección en un obstáculo muy simple", dijo Jie Yin, coautor del artículo y profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de NC State. "Sin embargo, no puede girar a menos que encuentre un obstáculo. En la práctica, esto significa que el robot a veces se queda atascado, saltando entre obstáculos paralelos".

"Más tarde, desarrollamos un nuevo robot blando que puede girar por sí solo, lo que le permite navegar por laberintos retorcidos e incluso sortear obstáculos en movimiento. Y todo esto se hace utilizando inteligencia física, en lugar de ser guiado por una computadora".

La inteligencia física se produce cuando el comportamiento de objetos dinámicos, como los robots blandos, se rige por su diseño estructural y materiales en lugar de ser guiado por computadoras o intervención humana.

Los investigadores han creado un robot blando que puede recorrer laberintos sencillos sin guía humana ni informática. La mitad del robot tiene la forma de una cinta retorcida que corre en línea recta, y la otra mitad tiene la forma de una cinta más apretada que también gira sobre sí misma como una escalera de caracol. Este diseño asimétrico significa que un extremo del robot ejerce más fuerza sobre el suelo que el otro. Fuente: Universidad Estatal de Carolina del Norte, Yin Jie

Materiales y mecanismos de movimiento.

Al igual que las versiones anteriores, el nuevo robot blando está fabricado de elastómero de cristal líquido en forma de cinta. Cuando el robot se coloca sobre una superficie con una temperatura de al menos 55 grados Celsius (131 grados Fahrenheit), que es más cálida que el aire circundante, la parte de la correa suave que hace contacto con la superficie se encoge, mientras que la parte expuesta al aire no. Esto crea un movimiento rodante; cuanto más cálida es la superficie, más rápido rueda el robot.

Sin embargo, mientras que la versión anterior del robot blando tenía un diseño simétrico, el nuevo robot tiene dos mitades distintas. La mitad tiene forma de banda retorcida que se extiende en línea recta; la otra mitad tiene la forma de una banda más retorcida que también gira sobre sí misma como una escalera de caracol.

Este diseño asimétrico significa que un extremo del robot ejerce más fuerza sobre el suelo que el otro. Piensa en un vaso de plástico con un borde más ancho que la base. Si lo haces rodar sobre una mesa, en lugar de rodar en línea recta, creará un arco a través de la mesa. Esto se debe a su forma asimétrica.

Supere las limitaciones de diseño

"La idea detrás de nuestro nuevo robot es bastante simple: debido a su diseño asimétrico, puede girar sin tocar un objeto", dijo Yao Zhao, primer autor del artículo e investigador postdoctoral en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. "Entonces, si bien aún puede cambiar de dirección cuando entra en contacto con objetos, lo que le permite navegar por un laberinto, no se queda atrapado entre objetos paralelos. En cambio, sus capacidades de movimiento arqueado le permiten esencialmente girar su cuerpo y ganar libertad".

Los investigadores demostraron la capacidad de un diseño de robot blando asimétrico para navegar por laberintos más complejos, incluidos aquellos con paredes móviles, y para moverse a través de espacios más estrechos que las dimensiones de su cuerpo. Los investigadores probaron el nuevo diseño del robot en superficies metálicas y arena. Para ver un vídeo del robot asimétrico en funcionamiento, haga clic aquí: