Los manipuladores flexibles en forma de tentáculo impulsados ​​por la presión del tonada pueden diseñarse para agarrar y manipular objetos blandos. – Ciencia diaria

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Los robots tradicionales pueden tener dificultades para agarrar y manipular objetos blandos si sus manipuladores no son tan flexibles como las trompas de elefante, los tentáculos de pulpo o los dedos humanos.

En Reseñas de física aplicada, de AIP Publishing, investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghai en China han desarrollado un tipo de manipulador suave multisegmentado inspirado en estos sistemas biológicos. Los manipuladores suaves se basan en pneu-net, que son estructuras elastoméricas operadas neumáticamente.

Estas estructuras tienen una forma extendida y consisten en una serie de cámaras internas conectadas que se pueden inflar neumáticamente, inflándolas como un globo. Un lado del tentáculo es muy flexible mientras que el otro es más rígido. El aumento de la presión del aire en las cámaras hace que la estructura se doble hacia el lado rígido.

«Diseñamos manipuladores suaves utilizando un modelo matemático que puede seguir una trayectoria espacial 3D particular», dijo el autor principal Dong Wang. «Nuestro manipulador suave consta de múltiples segmentos donde cada segmento exhibe un modo diferente de actuación – giro, flexión en el plano o actuación helicoidal – eligiendo diferentes orientaciones de la cámara.

«El avance clave de este trabajo es el desarrollo de una metodología matemática capaz de diseñar automáticamente manipuladores suaves que corresponden a trayectorias 3D complejas en una sola presurización».

El grupo diseñó manipuladores para una variedad de trayectorias 3D variando los parámetros geométricos, materiales y de carga de sus estructuras neumáticas. Pudieron hacer un diseño inverso para crear un manipulador que siguió una trayectoria específica.

El método de diseño se basa en un modelo matemático que es mucho menos costoso de usar que los modelos computacionales tradicionales. El grupo confirmó que su técnica matemática produjo diseños de manipuladores con comportamientos similares a los modelos computacionales. Validaron sus resultados mediante experimentos sencillos.

«Para lograr aplicaciones verdaderamente versátiles de los manipuladores suaves diseñados, se requiere más trabajo», dijo el autor principal Guoying Gu.

Entre estos trabajos futuros se encuentran estrategias para extender el enfoque a sistemas con múltiples actuadores. Además, el proceso de diseño inverso aún no es completamente automático, ya que el primer paso del proceso requiere que un operador humano elija las regiones de la curva que se asignan a la torsión, flexión o deformación helicoidal.

«Podemos imaginar un sistema automatizado para lograr este paso utilizando el aprendizaje automático u otros métodos», dijo Gu.

Se espera que este trabajo tenga aplicaciones en pinzas robóticas, dispositivos implantables y portátiles, y robots que se mueven por terrenos impredecibles.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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