Los robots aéreos actuales exhiben capacidades de comunicación limitadas en entornos no estructurados en comparación con sus contrapartes biológicas. Por ejemplo, la incapacidad de soportar colisiones y aterrizar o sentarse con éxito en objetos de formas, tamaños y texturas desconocidos.
Los esfuerzos para agregar cumplimiento han introducido diseños que incluyen protección contra impactos mecánicos externos a costa de reducir la agilidad y el tiempo de vuelo debido al peso adicional.
Ahora, los científicos de la Universidad Estatal de Arizona han desarrollado un robot aéreo liviano y de cuerpo blando (SoBAR) con un marco inflable para soportar colisiones. Excepcionalmente, su rigidez puede absorber y recuperarse de golpes y golpes inesperados o ser ajustable.
“Tenemos que centrarnos en evitar el contacto con el medio ambiente. Los drones necesitan interactuar físicamente con su entorno para realizar una variedad de tareas. Ira A. en la Universidad Estatal de Arizona. dice Wenlong Zhang, profesor asociado y experto en robótica en las Escuelas de Ingeniería de Fulton. «Un cuerpo blando no solo absorbe las fuerzas de impacto para brindar resistencia a la colisión, sino que también brinda el cumplimiento del material requerido para maniobras dinámicas como posarse».
Percharse es un ejemplo de conflicto controlado. Cuando las aves aterrizan, técnicamente chocan con ramas de árboles u otras estructuras. Sus articulaciones flexibles y tejidos blandos absorben la fuerza del impacto, y un mecanismo de bloqueo pasivo en sus piernas les ayuda a agarrarse a superficies irregulares sin utilizar la energía muscular.
El equipo se inspiró en este modelo aviar para diseñar una pinza biestable híbrida basada en tela para su nuevo dron aéreo. Un biestable tiene dos estados de reposo no energéticos: abierto y cerrado. Simplemente reacciona al impacto del aterrizaje cerrando y sujetando con seguridad objetos de varias formas y tamaños.
«Se puede montar en cualquier cosa. Además, el material biestable significa que no necesita un actuador para proporcionar energía para sostener su percha. Simplemente se cierra sin usar energía, dice Zhang. «Luego, cuando sea necesario, la pinza se puede retraer neumáticamente y el dron puede despegar».
A diferencia de los robots aéreos rígidos convencionales, SoBAR ha demostrado con éxito su capacidad para resistir y recuperarse repetidamente de colisiones en varias direcciones, no solo en vuelo. Además, la regresión de colisión tridimensional ayuda a mejorar las tasas de éxito de posado.
Tal interacción-reacción es importante para operaciones sostenidas en el campo de perchas sin motor. Los drones pueden posicionarse donde sea necesario y luego apagar sus rotores para ahorrar energía de la batería. Tal comunicación ambiental dinámica podría mejorar el uso de drones en operaciones de búsqueda y rescate, pero también para otros fines, como monitorear incendios forestales, ayudar a la inteligencia militar y explorar la superficie de otros planetas, dicen los investigadores.
«Muchas tareas son posibles con robots aéreos blandos adaptables y reconfigurables, por lo que esperamos que nuestro trabajo aquí conduzca a diseños aún más innovadores y de inspiración biológica». zhang Él dice.
Nota del diario:
- pam h Nguyen, Karisma Patnaik, Shadadal Mishra, Panagiotis Poligerinos y Wenlong Zhang. Un robot aéreo de cuerpo blando para resistir colisiones y perchas reactivas a la interacción. Robótica blanda, 2023; DOI: 10.1089/soro.2022.0010
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