Concurso de diseño Create the Future 2021:Ganador de la categoría Fabricación/Robótica/Automatización:robot de marcha suave sin componentes electrónicos

Dylan Drotman Universidad de California, San Diego

Ganador de una estación de trabajo HP

Este robot suave de cuatro patas no necesita componentes electrónicos para funcionar, solo una fuente constante de aire presurizado para todas sus funciones, incluidos los controles y los sistemas de locomoción. Las aplicaciones incluyen robots que pueden operar en entornos donde la electrónica no puede funcionar, como máquinas de resonancia magnética o pozos de minas. Los robots blandos son de particular interés porque se adaptan fácilmente a su entorno y funcionan de forma segura cerca de los humanos.

La mayoría de los robots blandos funcionan con aire a presión y están controlados por circuitos electrónicos; sin embargo, este enfoque requiere componentes complejos como placas de circuitos, válvulas y bombas, a menudo fuera del cuerpo del robot. Por el contrario, el nuevo robot está controlado por un sistema de circuitos neumáticos ligero y de bajo coste, formado por tubos y válvulas blandas a bordo del propio robot. El robot puede caminar por orden o en respuesta a las señales que detecta del entorno.

El poder computacional del robot imita aproximadamente los reflejos de los mamíferos que son impulsados ​​por una respuesta neuronal de la columna vertebral en lugar del cerebro. Para imitar estos reflejos, se creó un sistema de válvulas que actúa como un grupo de osciladores, controlando el orden en que el aire presurizado ingresa a los músculos accionados por aire en las cuatro extremidades del robot. Un componente coordina la marcha del robot al retrasar la inyección de aire en las piernas del robot.

El robot también está equipado con sensores mecánicos simples:pequeñas burbujas suaves llenas de líquido colocadas al final de los brazos que sobresalen del cuerpo del robot. Cuando se presionan las burbujas, el fluido voltea una válvula en el robot que hace que cambie de dirección. El robot está equipado con tres válvulas que actúan como inversores que provocan que un estado de alta presión se propague por el circuito alimentado por aire, con un retraso en cada inversor.

Cada una de las cuatro patas del robot tiene tres grados de libertad accionadas por tres músculos. Las patas están inclinadas hacia abajo a 45 grados y se componen de tres cámaras cilíndricas neumáticas conectadas en paralelo con fuelles. Cuando se presuriza una cámara, la extremidad se dobla en la dirección opuesta. Como resultado, las tres cámaras de cada miembro proporcionan la flexión multieje necesaria para caminar.

En el futuro, el robot se mejoraría para caminar sobre terrenos naturales y superficies irregulares, lo que le permitiría navegar sobre una variedad de obstáculos. Esto requeriría una red de sensores más sofisticada y, como resultado, un sistema neumático más complejo.

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Lea una entrevista exclusiva en la web con el investigador Dylan Drotman.

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MENCIONES DE HONOR

El Proyecto Armadura

Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur de Taiwán, Taiwán

Un brazo protésico llamado AI Armature utiliza inteligencia artificial y visión por computadora a través de gafas inteligentes. Un sistema de control de gestos reduce el esfuerzo que necesitan los amputados de miembros superiores para accionar su mano protésica.

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Escala cósmica

Alexandre Junqueira y Erick Mascagni Ferdinando, Konker Labs, Sao Paulo, Brasil

Cosmic Scale utiliza datos de atenuación de muones cósmicos para generar información continua en 3D sobre grandes estructuras. Como los muones están disponibles gratuitamente en todas partes de la Tierra, esto se puede hacer prácticamente en cualquier lugar.

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Mo combinación de silla de ruedas

Vasilatos Ianis, Oradea, Rumanía

La silla de ruedas Mo es una solución liviana que aumenta la capacidad de una persona para llevar su silla sobre superficies mojadas, embarradas o ásperas sin causar un estrés excesivo en el entorno físico o en la persona que usa la silla. Se puede desarmar o plegar rápidamente a un tamaño lo suficientemente pequeño para transportarlo.

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Recubrimiento de liberación de silicona sin solvente SLY-OFF™ SL 184

Na Li, Zhenbin Niu, Pierre Chevalier, Thomas Davidian, Alex Knott, Nathalie Gerard, Alexandros Manikis, Alberto Petrosino, Brennan Macmillan, Celine Vlemincq y Xiaoyun Chen, Dow Chemical Co., Midland, MI

Esta es una formulación de recubrimiento y aditivo antivaho con una generación de vapor que es 28 veces menor que el umbral de nivel de niebla industrial para aplicaciones de etiquetado y recubrimiento de liberación de alta velocidad.

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Vea el resto de los ganadores de este año:

• GANADOR DEL GRAN PREMIO
• AEROESPACIAL Y DEFENSA
• AUTOMOTRIZ/TRANSPORTE
• DISEÑO DE PRODUCTOS DE CONSUMO
• ELECTRÓNICA/SENSORES/IOT
• MÉDICO
• TECNOLOGÍAS SOSTENIBLES/ENERGÍA DEL FUTURO