Vuelo controlado de un microrrobot impulsado por músculos artificiales blandos

Área de la Ciencia:

• La robótica
• Ciencias de los materiales
• Biomimética

Sus antecedentes:

• Los insectos navegan por entornos desordenados usando baja inercia y estructuras biológicas resistentes.
• Los robots actuales a escala de insecto con actuadores rígidos son frágiles y propensos al daño por impacto.
• Los actuadores blandos ofrecen resistencia al impacto pero carecen de suficiente densidad de potencia y control para el vuelo.

Objetivo del estudio:

• Para desarrollar robots aéreos a escala de insecto impulsados por músculos artificiales blandos.
• Para lograr un vuelo ascendente y flotante estable con robots de accionamiento suave.
• Para demostrar la resistencia a la colisión y la recuperación en vehículos aéreos robóticos blandos.

Principales métodos:

• Se utilizan actuadores dieléctricos de elastómero de varias capas (100 mg, resonancia de 500 Hz, densidad de potencia de 600 W/kg).
• Métodos desarrollados para superar los desafíos de los actuadores blandos como la transducción no lineal y la curvatura dinámica.
• Implementación de estrategias de control de vuelo de circuito abierto y de circuito cerrado, basadas en la captura de energía y movimiento fuera del avión.

Principales resultados:

• Se ha demostrado un vuelo ascendente pasivo estable y un vuelo en bucle cerrado.
• Los robots detectaron con éxito y resistieron colisiones con obstáculos y otros vehículos sin daños.
• Se ha logrado una densidad de potencia y un ancho de banda suficientes para el vuelo controlado utilizando actuadores blandos.

Conclusiones:

• Los músculos artificiales blandos pueden permitir robots aéreos ágiles y resistentes a las colisiones.
• Este trabajo allana el camino para la próxima generación de sistemas robóticos blandos.
• El diseño biomimético con actuadores blandos ofrece un enfoque prometedor para la robusta robótica aérea.