Un actuador blando con rigidez sintonizable y atasco ajustable para manipulación diestra

Área de la Ciencia:

• Robótica
• Ciencia de materiales
• Ingeniería Mecánica

Sus antecedentes:

• Los actuadores robóticos blandos requieren rigidez adaptable y flexión controlable para una manipulación avanzada.
• Los dedos blandos existentes a menudo carecen de la capacidad de ajustar dinámicamente sus propiedades físicas.
• Las técnicas de atasco híbrido ofrecen potencial para un rendimiento mejorado del actuador.

Objetivo del estudio:

• Presentar un novedoso dedo robótico blando, el actuador PneuNet ajustable por atasco (JAPA).
• Demostrar la capacidad de JAPA para la modulación simultánea de la rigidez y la flexión sintonizable.
• Evaluar el rendimiento de JAPA en control de fuerza, destreza y manipulación de objetos.

Principales métodos:

• Se desarrolló JAPA utilizando un enfoque flexible de atasco híbrido, que combina atasco de capas y granular.
• Se integró un mecanismo deslizante posicionado magnéticamente para ajustar la longitud del atasco de capas para remodelar dinámicamente el perfil de flexión.
• Se incorporó atasco granular distribuido para el refuerzo adaptativo de la rigidez.

Principales resultados:

• JAPA logró una ganancia máxima de rigidez de 3,55×.
• Demostró una expansión del espacio de trabajo de más del 200 % y una mejora de más del 300 % en la modulación de fuerza multidireccional.
• Operó con éxito un cursor de computadora y manipuló diversos objetos con una pinza JAPA.

Conclusiones:

• JAPA ofrece avances significativos en el control de fuerza multidireccional y la destreza.
• El diseño permite el manejo seguro de objetos delicados y de forma irregular.
• JAPA muestra una gran promesa para la robótica asistencial, el agarre adaptativo y los dispositivos interactivos humanos.