Robótica blanda

La robótica blanda (en inglés  : soft robotics ) es una robótica. Este campo se ocupa de los "robots blandos", incluidos ciertos tipos de drones , y construidos con materiales o estructuras flexibles, elásticas o deformables como silicona , plástico , caucho y otros polímeros , tejidos, etc., o piezas mecánicas deformables. Utilizadas en robótica , por ejemplo, resortes, bandas de goma o amortiguadores de vibraciones o golpes. Este campo de la robótica parece generar desde el comienzo del XXI °  siglo un creciente interés y podría ayudar a reducir el precio de algunos robots, y mejorar las respuestas a la robótica clásica a preguntas tales como "auto-sanación" la resiliencia o la autorreplicación .

Las aplicaciones técnicas de los robots blandos, posiblemente miniaturizados, previstas por los prospectivistas son la exploración de determinados entornos blandos (el interior de un organismo, por ejemplo), congestionados o sin estructura, incluso en las ciencias médicas y veterinarias (para una cirugía menos invasiva). en particular) se agradecería la química de los materiales biológicos y casi humanos en el ocio y los servicios, así como la agricultura y la ganadería donde son "blandos".

Historia

De relojes , de autómatas y juguetes mecánicos desde varias décadas utilizando diversas formas de resortes y en ocasiones de cuero, tejidos formando conexiones flexibles, o aire elástico retorcido o comprimido en un matraz como reservorio de energía. Pero los polímeros necesarios para fabricar robots realmente fuertes y duraderos solo han estado disponibles durante unas pocas décadas.

Durante aproximadamente medio siglo, los robots industriales han sido rígidos y bastante adaptados a tareas rápidas y repetitivas. En su construcción se utilizaron a veces materiales más o menos flexibles o blandos, pero a menudo sólo tenían una importancia secundaria; estaban reservados para cables móviles, conductos de fluidos, fundas de juntas, sistemas de ventosa (para agarrar objetos frágiles, por ejemplo) o amortiguación, etc. La ciencia ficción en los cómics , novelas y películas ha popularizado los robots que suelen tener armaduras metálicas (o en ocasiones muy humanoides , incluso con piel sintética ).

De 2009 a 2012 , la aparición de siliconas técnicas, varios otros polímeros moldeables y materiales con memoria de forma hizo posible explorar nuevas vías. El uso de polímeros electroactivos y la perspectiva de poder crear sistemas de músculos artificiales (incluidos los basados ​​en hidrogel electroactivo ), junto con la mejora regular del rendimiento de las impresoras 3D , podrían, en particular en relación con el desarrollo de biomiméticos, impulsar el desarrollo. de robótica blanda que permite nuevas habilidades como compresión, estiramiento, torsión, hinchazón, transformación, etc. de formas que serían imposibles con elementos rígidos de la robótica clásica.

En 2013 , durante una conferencia internacional dedicada a la inteligencia artificial y luego en un artículo que resume su punto de vista, Rolf Pfeifer y sus colegas de la Universidad de Zurich presentan a los robots blandos y biomiméticos como la próxima generación de "máquinas inteligentes" .

Los descubrimientos y demostraciones recientes también se han centrado (y por ejemplo) en:

Los pronosticadores esperan robots capaces de autorrepararse, crecer, reciclar o biodegradar, y que puedan configurar su morfología para diferentes tareas y / o entornos.
Los microrobot blandos (posiblemente microscópicos) también son esperados por algunos (como consecuencia lógica de cruzar la robótica blanda y la miniaturización) pero otros como (Jay) Kim se preguntan por qué hacerlo; ¿Existe alguna razón convincente o motivadora para inventarlos ?.

Desafíos científicos

Según el grupo de IEEE.org, estos desafíos son interdisciplinarios y algunos todavía se relacionan con la previsión  ; se refieren en particular a:

Especificidades robóticas

Un robot flexible interactúa de manera diferente con su entorno, porque puede generar o sufrir deformaciones elásticas más o menos limitadas por su morfología, su tamaño, el grado de elasticidad y consistencia de su estructura.

A menudo, pero no necesariamente, es biomimético (o bioinspirado ) y siempre se caracteriza por el uso de materiales específicos.

Sus actuadores son parcialmente diferentes o adaptados.

Tienen desventajas y ventajas sobre los robots rígidos.

Desventajas

Ventajas

Comunidad cientifica

Algunos elementos de los robots "clásicos" (industriales, militares, etc.) se han fabricado durante mucho tiempo con materiales blandos y, en ocasiones, elásticos, pero la idea de robots casi en su totalidad "blandos" es reciente. Asocia nuevos tipos de modelado con la robótica clásica y disciplinas que eran pocas, incluida la química de polímeros. Los principios de diseño y construcción deben revisarse en gran medida.

A principios de la década de 2010 , una comunidad científica y técnica internacional se unió en torno a la idea de explorar las vías abiertas por la robótica blanda, con:

Innovación

Uno de los desafíos, incluida la reparación de robots flexibles, es tener pegamento flexible, elástico e impermeable. En 2017 , físicos universitarios lograron producir en el laboratorio un pegamento de cianoacrilato altamente elástico que puede unir sustancias duras y / o blandas (incluidos componentes electrónicos) a hidrogeles (materiales tipo “gel” utilizados en ciertos dispositivos médicos y robots. Flexible). Este descubrimiento podría permitir la creación de baterías y circuitos eléctricos verdaderamente elásticos y extensibles. El cianoacrilato está asociado a un componente orgánico (que, sin ser disolvente, se difunde rápidamente en las partes fundidas para evitar que se vuelvan quebradizas). Al presionar, el pegamento se fija en unos segundos. La elasticidad puede alcanzar el 2000%.

En 2017, los investigadores lograron desarrollar el primer robot blando capaz de moverse sin motor ni sistema mecánico, una innovación que, mediante el uso de aleaciones de memoria , abre muchas posibilidades tanto en la investigación aeroespacial como en la nanoscópica.

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Ver también

Artículos relacionados

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Bibliografía