Investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Georgia (UGA) han diseñado una nueva pinza robótica blanda que se inspira en una fuente inusual: los porotos. Mientras que los porotos y otras plantas entrelazadas usan sus brotes, sensibles al tacto, para envolverse alrededor de soportes como cuerdas y varillas para crecer hacia arriba, el robot del equipo de UGA está diseñado para agarrar con firmeza pero con cuidado objetos tan pequeños como 1 milímetro de diámetro.
“Habíamos probado diferentes diseños, pero no estábamos contentos con los resultados, luego recordé los porotos que cultivé en nuestro jardín hace unos años”, dijo Mable Fok, profesora asociada y autora principal del estudio. “Esta planta puede sujetar otras plantas, o cuerdas, con fuerza. Por eso, investigué un poco sobre las plantas entrelazadas y pensé que era un buen diseño de la naturaleza para que lo exploremos”. En un nuevo estudio publicado en la revista Optics Express, los investigadores dicen que su pinza en espiral robótica ofrece varias ventajas sobre los dispositivos robóticos existentes.
“La acción de trenzado de nuestro robot solo requiere un único control neumático, lo que simplifica enormemente su operación al eliminar la necesidad de una compleja coordinación entre múltiples controles neumáticos”, dijo Fok. “Dado que utilizamos un movimiento de trenzado único, la pinza robótica suave funciona bien en áreas reducidas y solo necesita un pequeño espacio operativo”. El dispositivo UGA ofrece otro avance sobre muchos robóticos existentes: un sensor integrado para proporcionar retroalimentación crítica en tiempo real.
“Hemos incrustado un sensor de fibra óptica en el medio de la columna elástica del robot que puede detectar el ángulo de entrelazado, los parámetros físicos del objetivo y cualquier alteración externa que pueda hacer que el objetivo se suelte”, dijo Fok.
Los investigadores creen que su suave pinza robótica, de poco más de 3 pulgadas de largo y fabricada con silicona, podría ser útil en muchos entornos, incluida la agricultura, la medicina y la investigación. Las aplicaciones pueden incluir seleccionar y empaquetar productos agrícolas que requieran un toque suave como plantas y flores, robótica quirúrgica o seleccionar y mantener muestras de investigación en frágiles tubos de vidrio durante los experimentos. En su estudio, el equipo dice que la pinza en espiral demostró ser eficaz para sujetar objetos como lápices y pinceles, incluso un objeto tan pequeño como el alambre delgado de un clip enderezado. El dispositivo también demostró una excelente precisión de detección de entrelazado y de perturbaciones externas.
Además de Fok, el equipo de investigación incluye a Mei Yang y Ning Liu, ambos Ph.D. candidatos en ingeniería; Liam Paul Cooper, estudiante de ingeniería de sistemas informáticos; y Xianqiao Wang, profesor asociado de la Facultad de Ingeniería.
El equipo planea continuar su trabajo con miras a mejorar el control de retroalimentación automático basado en las lecturas del sensor de fibra óptica. También quieren explorar la miniaturización del diseño para que sirva como base de un robot biomédico.