Un nuevo y mejorado robot blando inspirado en las serpientes consigue moverse más rápido y más preciso que su predecesor, gracias a la sofisticación en el manejo de un ancestral arte japonés.
El robot –desarrollado en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS)– está hecho con kirigami, que se basa en los cortes para cambiar las propiedades de un material. A medida que el robot se estira, la superficie del kirigami “aparece” en una superficie con textura 3D, que se adhiere al suelo como la piel de una serpiente.
El robot de primera generación usó una hoja de kirigami plana, que se transformó uniformemente cuando se estiró. El nuevo tiene un envoltorio programable, lo que significa que los cortes de kirigami pueden aparecer como se desea, lo que mejora la velocidad y precisión del robot.
“Este es un primer ejemplo de una estructura de kirigami con deformaciones emergentes no uniformes”, dijo Ahmad Rafsanjani, becario postdoctoral en SEAS y primer autor del artículo. “En un kirigami plano, la ventana emergente es continua, lo que significa que todo aparece al mismo tiempo. Pero en el envoltorio de kirigami, la ventana emergente es discontinua. Este tipo de control de la transformación de la forma podría usarse para diseñar superficies sensibles y pieles inteligentes con cambios a demanda en su textura y morfología “.
La nueva investigación combinó dos propiedades del material: el tamaño de los cortes y la curvatura de la hoja. Al controlar estas funciones, los investigadores pudieron programar la propagación dinámica de ventanas emergentes de un extremo a otro, o controlar ventanas emergentes localizadas.
En una investigación previa, una hoja de kirigami plana se envolvió alrededor de un actuador de elastómero. En esta investigación, la superficie del kirigami se enrolla en un cilindro, con un actuador que aplica fuerza en dos extremos. Si los cortes son de un tamaño consistente, la deformación se propaga de un extremo del cilindro al otro. Sin embargo, si el tamaño de los cortes se elige cuidadosamente, la piel puede programarse para deformarse en las secuencias deseadas.
“Al tomar prestadas ideas de materiales de transformación de fase y aplicarlas a materiales de arquitectura inspirados en el kirigami, demostramos que tanto las fases estalladas como las no explotadas pueden coexistir al mismo tiempo en el cilindro”, dijo en un comunicado Katia Bertoldi, profesora de Mecánica Aplicada en SEAS y autor principal del artículo. “Al combinar simplemente cortes y curvatura, podemos programar un comportamiento muy diferente”.
Como siguiente paso, los investigadores pretenden desarrollar un modelo de diseño inverso para deformaciones más complejas.
“La idea es que, si sabes cómo te gustaría que se transforme la piel, simplemente puedes cortar, enrollar y listo”, dijo Lishuai Jin, un estudiante graduado de SEAS y coautor del artículo.
Fuente: EP