Un robot inspirado en un gusano basado en una estructura de origami y actuadores magnéticos

Los robots bioinspirados, sistemas robóticos que imitan la apariencia, los movimientos o las funciones de sistemas biológicos específicos, pueden ayudar a resolver problemas del mundo real de manera más eficiente y confiable. En las últimas dos décadas, los especialistas en robótica han introducido un número cada vez mayor de estos robots, algunos de los cuales se inspiran en moscas de la fruta, insectos y otros organismos pequeños.

Investigadores de la Universidad del Petróleo de China en el este de China desarrollaron recientemente un robot inspirado en un gusano cuya estructura corporal se basa en el arte oriental del plegado de papel de origami. Este sistema robótico, introducido en Bioinspiración y biomiméticase basa en actuadores que responden a las fuerzas magnéticas comprimiendo y flexionando su cuerpo para recrear los movimientos de los gusanos.

“La robótica blanda es un campo prometedor al que nuestro grupo de investigación está prestando mucha atención”, dijo Tech Xplore Jianlin Liu, uno de los investigadores que desarrolló el robot. “Al revisar la literatura científica existente en el campo, descubrimos que los robots biónicos, como los robots inspirados en gusanos, son un tema que vale la pena explorar. Por lo tanto, nos propusimos producir un robot de origami con forma de gusano basado en la literatura existente. Después de diseñar y revisar varias estructuras diferentes, decidimos centrarnos en un patrón de tejido específico para nuestro robot”.

El robot inspirado en un gusano creado por Liu y sus colegas consta de un esqueleto basado en origami, 24 láminas magnéticas dentro del cuerpo y dos imanes NdFeB en el exterior del cuerpo. El esqueleto del robot se creó de acuerdo con el patrón de origami para tejer papel.

Bajo la influencia de las fuerzas magnéticas, el cuerpo del robot se deforma y comprime, dando como resultado patrones de movimiento que recuerdan a las lombrices de tierra y otros organismos similares a gusanos que se arrastran. Debido a que depende en gran medida de papel e imanes, el sistema es económico, fácil de fabricar y pesa muy poco.

“La estructura de origami propuesta en este documento reproduce tanto la apariencia como la estructura de los gusanos y otras criaturas parecidas a gusanos”, explicó Liu. “Varios robots introducidos en los últimos años se basan en la activación magnética, y estos robots podrían ser valiosos en una variedad de aplicaciones, como la limpieza de tuberías y otros entornos confinados. Nuestro trabajo tiene el potencial de enriquecer enormemente el campo de los robots de origami e inspirar el desarrollo de nuevo hardware avanzado”.

En las simulaciones iniciales, los investigadores utilizaron su robot para producir tres tipos diferentes de movimiento, a los que llamaron movimientos de gusano de pulgada, omega e híbrido. Estos diferentes estilos de movimiento pueden permitir que una versión más avanzada del robot se ocupe de manera efectiva de diferentes tipos de tareas, como evitar obstáculos, escalar paredes, arrastrarse dentro de tuberías o entregar paquetes pequeños.

En el futuro, Liu y sus colegas planean mejorar aún más el diseño de su robot y crear sistemas robóticos bioinspirados más avanzados. Además, esperan que su trabajo inspire a otros equipos de investigación a crear robots similares inspirados en gusanos que podrían ayudar a resolver muchos problemas del mundo real de manera más eficiente.

“El desarrollo de robots de origami basados ​​en gusanos biónicos es un tema de investigación prometedor y planeo explorarlo más a fondo en mi trabajo futuro”, agregó Liu. “Por ejemplo, me gustaría diseñar más prototipos de robots de origami con características específicamente inspiradas en las lombrices de tierra u otros gusanos, que podrían ser valiosos para aplicaciones específicas. Finalmente, centrarse en otros métodos de lanzamiento también podría enriquecer potencialmente nuestra investigación”.

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