miércoles, julio 17, 2024

Los ingenieros crean un pájaro robótico que puede agarrar ramas

Los ingenieros han creado un robot inspirado en el halcón que puede despegar, aterrizar y agarrar ramas como un pájaro real, e incluso atrapar objetos en el aire.

Desarrollado por un equipo de la Universidad de Stanford, SNAG (pinza aérea estereotipada inspirada en la naturaleza) reproduce la impresionante capacidad de los halcones peregrinos.

En lugar de huesos, SNAG tiene una estructura esquelética impresa en 3D, que requirió 20 iteraciones para perfeccionarse, así como motores y sedal en lugar de músculos y tendones.

Gracias a un dron quadcopter adjunto, SNAG puede volar en su búsqueda para atrapar y transportar objetos y posarse en varias superficies.

Junto con cámaras y sensores, SNAG podría usarse para monitorear el clima, la vida silvestre y los ecosistemas naturales, como parte de los esfuerzos para prevenir incendios forestales, por ejemplo, así como para los esfuerzos de búsqueda y rescate.

La pinza aérea estereotipada inspirada en la naturaleza (SNAG, en la foto) se inspira en la anatomía de la impresionante capacidad de los halcones peregrinos.

SNAG (agarrador aéreo estereotipado inspirado en la naturaleza) replica el impresionante agarre de un halcón peregrino (en la foto aquí)

SNAG (agarrador aéreo estereotipado inspirado en la naturaleza) replica el impresionante agarre de un halcón peregrino (en la foto aquí)

Pruebas recientes en un bosque de Oregón ya han demostrado que puede aterrizar y despegar de las ramas de los árboles, con la ayuda de sus garras impresas en 3D.

¿QUÉ ES SNAG?

SNAG significa pinza aérea estereotipada inspirada en la naturaleza.

Es un robot que tiene una capacidad de aterrizaje inspirada en el halcón peregrino.

Consiste en una estructura esquelética impresa en 3D, así como motores y sedal en lugar de músculos y tendones.

SNAG incluye un dron cuadricóptero que le permite volar.

Como un pájaro real, SNAG puede absorber la energía del impacto de aterrizar en una rama y transformarla en ‘fuerza de apretón’ para agarrar la rama. La misma mecánica permite al robot atrapar objetos como una bolsa de frijoles y una pelota de tenis.

La creación ha sido detallada en un nuevo estudio publicado hoy en la revista Ciencia Robótica.

«No es fácil imitar cómo las aves vuelan y se posan», dijo el autor principal del estudio, William Roderick, de la Universidad de Stanford.

“Después de millones de años de evolución, hacen que el despegue y el aterrizaje parezcan tan fáciles, incluso entre toda la complejidad y variabilidad de las ramas de los árboles que se encuentran en un bosque.

‘Al igual que los pájaros, [SNAG] Tiene dos patas que se pueden mover de forma independiente. Además, al igual que los pájaros, este robot tiene una estructura rígida y una estructura de pie que actúa como los huesos ‘.

Los pájaros pueden aterrizar en casi cualquier rama, ya sea resistente, mojada, cubierta de musgo o repleta de vástagos, y replicar esto robóticamente fue de gran interés para los ingenieros de Stanford.

Dicen que SNAG mejora los diseños actuales de robots aéreos, que tienen capacidades limitadas cuando se trata de agarrar objetos del mundo real o posarse durante el vuelo para ahorrar energía.

SNAG se acerca a múltiples materiales de aterrizaje, que incluyen madera, espuma, papel de lija y teflón, como loros, la segunda especie de loro más pequeña, encontraron los investigadores, basándose en un estudio previo del pajarito.

SNAG mejora los diseños actuales de robots aéreos que tienen capacidades limitadas cuando se trata de agarrar objetos del mundo real o posarse durante el vuelo para ahorrar energía.

SNAG mejora los diseños actuales de robots aéreos que tienen capacidades limitadas cuando se trata de agarrar objetos del mundo real o posarse durante el vuelo para ahorrar energía.

Cada una de las patas de SNAG tiene un motor para moverse hacia adelante y hacia atrás y otro motor para manejar el agarre, inspirado en la forma en que los tendones se enrutan alrededor del tobillo en las aves.

El mecanismo de agarre en las piernas del robot absorbe la energía del impacto del aterrizaje y la convierte pasivamente en fuerza de agarre.

Una vez envuelto alrededor de una rama, los tobillos de SNAG se bloquean y un acelerómetro en el pie derecho activa un algoritmo de equilibrio para estabilizarlo.

«Tiene motores que actúan como músculos y transmite fuerzas a través de los tendones», dijo Roderick.

SNAG se muestra aquí durante varias etapas de despegue y aterrizaje en la rama de un árbol a lo largo del suelo.

SNAG se muestra aquí durante varias etapas de despegue y aterrizaje en la rama de un árbol a lo largo del suelo.

«Una vez que el robot golpea la percha, un acelerómetro en el pie le permite saber al robot que ha tenido un impacto y que debe iniciar su proceso de equilibrio».

En la zona rural de Oregón, Roderick envió SNAG a lo largo de un sistema de rieles que lanzó el robot en diferentes superficies, a velocidades y orientaciones predefinidas, para ver cómo funcionaba en varios escenarios.

Con SNAG en su lugar, Roderick también confirmó la capacidad del robot para atrapar objetos lanzados con la mano, incluida una presa ficticia, una bolsa de frijoles y una pelota de tenis.

Por último, Roderick y SNAG se aventuraron en el bosque cercano para realizar algunas pruebas en el mundo real.

Fotos de aterrizaje de SNAG (abajo) en comparación con un loro (arriba), la segunda especie de loro más pequeña

Fotos de aterrizaje de SNAG (abajo) en comparación con un loro (arriba), la segunda especie de loro más pequeña

Experimentar con el diseño robótico también ha permitido a Roderick y su equipo estudiar cómo los aspectos de la anatomía de las aves en la vida real contribuyen a posarse.

Descubrieron, por ejemplo, que no parece haber una diferencia significativa en el rendimiento de posado entre los dos tipos principales de configuración de dedos que se encuentran en las aves.

Estas dos configuraciones se conocen como anisodactyl, que tiene tres dedos al frente y uno atrás, como un halcón peregrino, y zygodactyl, que tiene dos dedos al frente y dos atrás, como un loro.

El trabajo de desarrollo futuro en SNAG probablemente se centrará en lo que sucede antes del aterrizaje, como mejorar el conocimiento de la situación y el control de vuelo del robot.

INGENIEROS DISEÑAN ‘HORMIGAS’ ROBOT IMPRESAS EN 3D QUE PUEDEN CAMINAR SOBRE LAS HOJAS, CONECTARSE COMO UN CENTIPEDO Y LLAMAR SOLO PARA SOLICITAR AYUDA

Los ingenieros de la Universidad de Notre Dame han diseñado ‘hormigas’ robóticas impresas en 3D que pueden caminar sobre las hojas, unirse como un ciempiés y pedir ayuda por sí mismas.

Un enjambre de hormigas ‘robot’ de seis pulgadas pudo superar los obstáculos y el terreno individualmente, y unirse para formar cadenas más largas cuando no podían realizar una tarea por sí solas.

Cada robot hormiga estaba equipado con un microcontrolador y una batería de polímero de litio.

También tenían un sensor de luz LED en la parte delantera para alertar al enjambre y sensores táctiles magnéticos en ambos extremos que les permitirían conectarse entre sí.

Yasemin Ozkan-Aydin, profesora de ingeniería eléctrica en Notre Dame que trabajó en los insectos robóticos, le dijo a SYFY Wire que pensaba que su mejor uso sería en la exploración espacial.

Leer más: Las ‘hormigas’ robóticas pueden pedir ayuda y conectarse en forma de ciempiés

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