UrchinBot de Harvard es uno de los robots de aspecto más extraño que hemos visto

En el espectro de cosas raras que se pueden encontrar en el océano, erizos de mar probablemente estén en algún lugar en el medio. Son una combinación interesante de rígido y flexible, con conchas cubiertas de espinas móviles duras, así como apéndices tubulares suaves que funcionan como una combinación de piernas y pies pegajosos. La estrategia de movilidad de los erizos de mar aprovecha estos dos apéndices, y si bien pueden no ser rápidos, pueden meterse en todo tipo de rincones y grietas potencialmente útiles, lo que parece una capacidad que podría ser valiosa en un robot.

A IROS 2019 Esta semana, los robotistas de Harvard presentaron un robot bioinspirado que “incorpora características anatómicas exclusivas de los erizos de mar”, accionados por neumática o hidráulica y que funcionan sin una correa. Puede estar basado en un animal real, pero aun así, UrchinBot es definitivamente uno de los robots más extraños que hemos visto.

Resulta que los erizos de mar adultos son criaturas complicadas, y hacer una versión robótica de uno de ellos era un poco difícil. Los erizos de mar juveniles incorporan las mismas características básicas en un cuerpo mucho más simple, y aunque tienen solo 0,5 milímetros de tamaño, una versión ampliada (con un cuerpo de 230 mm de diámetro) era mucho más factible.

Al igual que los adultos, los bebés de erizo de mar tienen dos apéndices de movilidad: espinas móviles y patas de tubo adhesivas. La semejanza física es sorprendente, pero es mucho más que solo estética, ya que los investigadores enfatizan que “se prestó especial atención a replicar con precisión la geometría y los rangos de movimiento de las características anatómicas en las que se basó nuestro diseño”.

Las espinas de UrchinBot (que el animal real usa para protección, movilidad y para atascarse en las grietas) reflejan los dos tipos diferentes de espinas que se ven en los erizos juveniles. Nadie está muy seguro de por qué los bebés tienen espinas más elegantes que los adultos, pero UrchinBot también replica ese detalle. Cada columna está conectada al cuerpo con una articulación esférica, y un triángulo de tres cúpulas neumáticas alrededor de la articulación puede inflarse para empujar la columna en diferentes direcciones. Todas las cúpulas están interconectadas dentro del robot, lo que significa que las espinas no se pueden accionar por separado y que obtienes un movimiento giratorio satisfactoriamente simétrico cada vez que las espinas se mueven. A medida que giran contra una superficie sobre la que descansa UrchinBot, el robot gira lentamente en la dirección opuesta.

Los pies del tubo son un poco más complicados, porque los erizos reales excretan cosas pegajosas que usan para pegarse a las superficies y luego excretan una enzima que disuelve el pegamento cuando quieren moverse. En cambio, UrchinBot usa imanes extensibles y retráctiles, que funcionan perfectamente bien siempre que el robot se mueva sobre una superficie ferrosa. A medida que los pies del tubo se inflan, se mueven hacia afuera y inclinan sus puntas hacia abajo, y con suficiente presión, los imanes de los dedos se salen y se adhieren. UrchinBot luego invierte su sistema hidráulico para succionar el pie del tubo hacia adentro, tirando hacia el punto de adhesión y haciendo que el imán salte nuevamente una vez que llega allí.

El resto del cuerpo de UrchinBot está ocupado con bombas, válvulas y dispositivos electrónicos que le permiten funcionar completamente sin ataduras, tanto en tierra como bajo el agua. Aquí está en acción:

Resulta que las espinas de UrchinBot exhiben un rango de movimiento similar al de un erizo real, que es ordenado. Los pies del tubo pueden alcanzar una relación de extensión de 6: 1, que es razonablemente cercana a la relación 10: 1 de un erizo juvenil, pero mucho menos que un erizo adulto, que puede extender sus pies del tubo a una relación de 50: 1. UrchinBot no es tan rápido como lo real, lo cual es de esperar con la mayoría de los robots bioinspirados. La velocidad máxima es de 6 mm / s, o 0.027 longitudes de cuerpo por segundo, bastante más lenta que un erizo juvenil (que puede alcanzar 10 longitudes de cuerpo por segundo va a toda máquina) pero solo la mitad de rápido que un erizo adulto.

Puede que UrchinBot no sea el robot más veloz bajo el mar, pero los investigadores dicen que podría ser útil para aplicaciones de limpieza e inspección bajo el agua, especialmente en situaciones donde las incrustaciones pesadas serían un desafío para los robots más convencionales. La prioridad para las actualizaciones de UrchinBot es rellenarlo con tantos actuadores adicionales como sea posible, con el objetivo de hacer que las espinas actúen individualmente y dar a los pies del tubo grados adicionales de libertad. Si bien UrchinBot puede no encontrar aplicaciones a corto plazo, sirve como banco de pruebas para ayudar a los investigadores a identificar características físicas y técnicas de control que podrían dar lugar a nuevos tipos de robots submarinos más versátiles y efectivos.

“Diseño, fabricación y caracterización de un robot anfibio anclado inspirado en erizo de mar”, por Thibaut Paschal, Michael A. Bell, Jakob Sperry, Satchel Sieniewicz, Robert J. Wood y James C. Weaver del Instituto Wyss de Harvard. esta semana en IROS 2019 en Macao.

UrchinBot de Harvard es uno de los robots de aspecto más extraño que hemos visto

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