Mejora de la movilidad vertical del robot RHex de seis patas utilizando microespinas

Mejora de la movilidad vertical del robot RHex de seis patas utilizando microespinas

Crédito: Adam Zeloof.

Un equipo de investigadores de la Universidad Carnegie Mellon ha propuesto recientemente un método para mejorar la movilidad vertical de un robot hexápodo de renombre. Su enfoque, presentado en un artículo publicado previamente en arXiv, implica la adición de microespinas a RHex, una plataforma robótica existente inspirada en las cucarachas diseñada para navegar en entornos no estructurados a una velocidad relativamente alta.

Aunque son raras, las microespinas han sido estudiadas previamente por investigadores de otras instituciones y organizaciones. En su trabajo, el equipo de Carnagie Mellon se inspiró en el trabajo de otros equipos del laboratorio de biomimética y manipulación diestra de Stanford y del grupo de robótica ambiental extrema de la NASA-JPL.

“Este trabajo comenzó como un proyecto de un semestre de duración para la clase de diseño y experimentación de robots del profesor Aaron Johnson en CMU”, dijo a TechXplore Matt Martone, uno de los investigadores que llevó a cabo el estudio. “Muchos de los miembros del equipo han trabajado en el laboratorio de robomecánica con X-RHex, un robot simple pero resistente que puede atravesar casi cualquier terreno accidentado. Sin embargo, X-RHex está bloqueado por pendientes pronunciadas y paredes verticales, por lo que nuestro equipo decidió mejorar es la habilidad de escalar agregando pies microespinosos y diseñando un cuerpo más liviano “.

La nueva versión de RHex propuesta por Martone y sus colegas, llamada T-RHex, está aumentada con pies microespinosos que la hacen ideal para escalar superficies naturales. Estos pies de microespinas usan docenas de pequeños ganchos para atrapar las irregularidades de la superficie a escala milimétrica en las paredes, adhiriéndose y permitiendo que el robot trepe por una variedad de superficies. Estas microespinas funcionan muy bien en superficies rocosas ásperas, superficies de hormigón y ladrillo, así como superficies más blandas, como la madera, ya que todas ellas tienen muchos “puntos de captura” que normalmente se denominan asperezas.

Crédito: https://www.youtube.com/watch?v=p0fiIAuesIA

“Otros enfoques de escalada, como el adhesivo gecko y las ventosas, son mejores para vidrio o metal pulido, pero fallarían en superficies naturales, que son más realistas para el caso de uso de nuestro robot”, explicó Martone. “Al agregar microespinas a la parte posterior de los pies del robot, dejamos que su movimiento de caminar hacia adelante en el suelo no se vea afectado, utilizando un movimiento hacia atrás especialmente diseñado para trepar”.

Los investigadores evaluaron su plataforma RHex mejorada en una serie de experimentos en tres tipos de superficies: corcho, ladrillo y madera contrachapada. Descubrieron que T-RHex podía colgarse estáticamente en pendientes de hasta 135 掳 desde la horizontal (voladizo de 45 掳) y ascender pendientes de hasta 55 掳 sin ninguna pérdida en la movilidad del suelo.

“Nuestro equipo estaba realmente emocionado por la capacidad de aferrarse a voladizos de hasta 45 掳, pero prácticamente el resultado más importante es el ascenso de la pendiente empinada”, dijo Martone. “Nuestro trabajo en el diseño de estos pies y el patrón de pisadas trepadoras es directamente aplicable a otros robots de tipo RHex, que ampliarán los tipos de terreno que podrían conquistar”.

  • Mejora de la movilidad vertical del robot RHex de seis patas utilizando microespinas
    T-RHex. Crédito: Adam Zeloof.
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    Crédito: Adam Zeloof.
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    Crédito: Adam Zeloof.
  • Mejora de la movilidad vertical del robot RHex de seis patas utilizando microespinas
    Crédito: Adam Zeloof.
  • Mejora de la movilidad vertical del robot RHex de seis patas utilizando microespinas
    T-RHex colgando de un árbol. Crédito: Adam Zeloof.

Durante las últimas dos décadas, los estudios llevados a cabo en diferentes universidades de todo el mundo han mejorado significativamente la plataforma RHex, permitiendo capacidades como correr, saltar y subir escaleras. En su estudio reciente, Martone y sus colegas se sumaron a este grupo de investigación mejorando la movilidad vertical del robot y, por lo tanto, sus capacidades de escalada. Según los investigadores, RHex pronto podría superar obstáculos aún mayores y esto podría permitir su despliegue como robot de reconocimiento, sistema de entrega de carga útil o incluso como observador de la vida silvestre.

“Ahora nos estamos enfocando en mejorar el movimiento que usa T-RHex para escalar y finalmente lograr un ascenso completamente vertical”, dijo Martone. “También queremos iterar más en el diseño de la pierna para que sea más flexible y duradero para permitir la carrera de velocidad en el suelo”.


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