Próxima generación: ojo robótico
El dispositivo: como modelo de prueba de concepto, los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia han montado una cámara en un sistema que actúa como músculos reales, permitiendo que la cámara imite los delicados movimientos del ojo. Si bien los sistemas tradicionales de movimiento robótico (llamados actuadores), como los motores o la neumática, son rígidos, el estudiante graduado Joshua Schultz y el supervisor Jun Ueda utilizaron materiales piezoeléctricos (cerámica elástica) para crear un sistema que es más flexible y, por lo tanto, más parecido a un ser humano. un objetivo de los constructores de robots que buscan mejorar las interacciones entre humanos y robots.
Los materiales piezoeléctricos se expanden o contraen cuando se aplican impulsos eléctricos, pero el desplazamiento suele ser inútilmente pequeño. Pero al combinar muchas pilas pequeñas de materiales en una matriz más grande, con cada sistema anidado dentro de otro, Schultz y Ueda construyeron un dispositivo que es pequeño y flexible. Diferentes pilas de unidades piezoeléctricas se activan individualmente, lo que permite a los investigadores activar selectivamente más o menos unidades para dirigir el movimiento…
Novedades: Se han apilado capas de materiales piezoeléctricos juntos antes, pero más unidades solían significar matrices más largas, por lo que para obtener el grado de movimiento típico del ojo humano, el dispositivo «probablemente no cabría en una habitación», dijo Schultz. La nueva disposición no solo es mucho más pequeña, sino que al anidar las unidades, la salida de una unidad sirve como entrada para la siguiente, amplificando la fuerza aplicada y permitiendo una mayor eficiencia en el movimiento. En el ojo humano real, los músculos se expanden y contraen para crear movimiento, al igual que los materiales piezoeléctricos utilizados en este nuevo ojo robótico.
Importancia: «En cualquier lugar donde necesite una fuerza o desplazamiento, puede usar este tipo de actuador», dijo el ingeniero de evaluación de sistemas Tom Secord de Medtronic. «Es de aplicación muy amplia». El ojo robótico podría usarse en cirugía, para hacer que las transmisiones de video sean más intuitivas, así como para proporcionar información sobre cómo funciona el ojo humano real. Imitar los músculos humanos también es importante para crear robots más realistas, que pueden mejorar las interacciones robot-humano, como cuando los robots se usan en rehabilitación para entrenamiento de fuerza o resistencia. Los robots tradicionales empujarán rígidamente contra cualquier resistencia externa y, por lo general, requieren un software para corregir esto, pero el nuevo mecanismo permite cierta flexibilidad incorporada. Como resultado, la lucha de brazos con un robot equipado con acción muscular piezoeléctrica se sentirá más como empujar contra una persona real, en lugar de tratar de empujar una pared de ladrillos.
Necesita mejorar: Si bien el ojo artificial tiene un movimiento muscular realista, actualmente solo se mueve de un lado a otro, y aún existe un desafío de ingeniería para diseñar un sistema que permita que la cámara gire, como un ojo real. Las articulaciones como los codos solo tienen una dirección de movimiento, pero la entrada constante de nueva fuerza desde el exterior (por ejemplo, su oponente empuja hacia atrás en un combate de pulso) desafía constantemente al sistema. El equipo también está experimentando con la compresión de los rombos en diferentes direcciones, para determinar cuál es el ángulo óptimo para aprovechar la fuerza para el movimiento.
Los detalles de la investigación se presentaron el mes pasado (25 de junio) en la Conferencia internacional IEEE sobre robótica biomédica y biomecatrónica en Roma, Italia.
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