El pequeño robot CLARI se mete en espacios reducidos

Rob Spiegel | 30 de agosto de 2023

Ingenieros de la Universidad de Colorado en Boulder han diseñado un robot en miniatura que pesa menos que una pelota de ping-pong y cabe en la palma de la mano. El robot es un insecto robótico articulado con patas dóciles (CLARI). Puede cambiar pasivamente su forma de cuadrada a larga y delgada o ancha como un cangrejo. En este momento, la máquina tiene cuatro patas, pero su diseño modular podría permitir al equipo construirla con ocho patas.

Heiko Kabutz, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica Paul M. Rady de la Universidad de Colorado en Boulder, y sus colegas presentaron el robot en miniatura en un estudio publicado el 30 de agosto en la revista Advanced Intelligent Systems.

Cada una de las piernas de CLARI funciona casi como un robot independiente: con su propia placa de circuito y actuadores duales que mueven la pierna hacia adelante, hacia atrás y de lado a lado, similar a la articulación de la cadera humana. En teoría, esa modularidad podría permitir que los robots CLARI adopten una amplia variedad de formas.

Los robots en miniatura brindan acceso a entornos confinados y muestran potencial para aplicaciones como búsqueda y rescate e inspección de activos de alto valor. La capacidad de deformación del cuerpo mejora aún más la accesibilidad de estos pequeños robots en terrenos abarrotados similares a los de los insectos y artrópodos blandos. Motivados por este concepto, los ingenieros de CU Boulder construyeron un robot a escala de insecto con conexiones eléctricas conectadas para alimentación y control. CLARI se fabricó mediante fabricación laminada y se ensambló mediante técnicas emergentes de origami.

En la parte superior de la imagen, CLARI aparece junto a una tarántula marrón. El cuerpo modular y compatible de CLARI le permite variar las formas del cuerpo y operar en múltiples configuraciones.

Para permitir la locomoción en múltiples configuraciones de formas, la arquitectura del cuerpo de CLARI se compone de mecanismos accionados por las piernas. El robot tiene ocho grados de libertad accionados de forma independiente impulsados ​​por actuadores piezoeléctricos personalizados, lo que lo hace mecánicamente diestro.

De cara al futuro, el equipo de CLARI pretende incorporar sensores al robot para que pueda detectar obstáculos y reaccionar ante ellos. El grupo también está trabajando para mejorar el robot dándole mayor flexibilidad y fuerza. Kabutz señaló que las mejoras en las capacidades del robot serán más difíciles a medida que se agreguen patas adicionales a CLARI.

Aquí hay una vista en perspectiva de CLARI que destaca las características principales, incluidas las tres configuraciones principales de forma del cuerpo del robot que se basan en relaciones de aspecto. Las flechas muestran los vectores de fuerza de reacción del suelo (rojo) con proyecciones en las direcciones lateral (verde) y propulsión (cian). Además, la representación artística de CLARI demuestra la navegación en terreno confinado lateralmente a través de un terreno desordenado aprovechando la capacidad de adaptar la forma de su cuerpo.

El equipo eligió la morfología articulada para el cuerpo del robot para combinar las capacidades de locomoción rápida, autónoma y de marcha múltiple de los robots laminados articulados con la inteligencia física incorporada basada en el cumplimiento pasivo de los sistemas de materiales blandos. Eligen un diseño basado en origami, fabricación laminada y un proceso de ensamblaje emergente para una metodología sencilla de ajuste basado en la geometría.

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