RoboBee: un robot insecto volador con músculos “blandos”

Por Francisco R. Villatoro, el 5 noviembre, 2019. Categoría(s): Aerodinámica • Ciencia • Nature • Noticias • Science ✎ 1

Los robots insectos voladores usan alas que imitan a las de los insectos. Su movimiento se puede controlar con mecanismos que actúan como músculos artificiales. Se publica en Nature  un microrrobot volador que usa músculos “blandos” (soft) basados en elastómeros dieléctricos. Aún siendo un prototipo, esta combinación de “robótica blanda” e insectos voladores conduce a resultados realmente espectaculares.

Lo más espectacular de este trabajo de investigación son los vídeos que muestran el insecto robot en acción. Por cierto, se usan unos cables delgados para suministrarles energía, lo que limita sus movimientos; a pesar de ello, su capacidad de interacción con el entorno (chocar con objetos o entre ellos manteniéndose en vuelo) es realmente asombrosa. Y todo gracias a sus músculos “blandos” de un material elastómero dieléctrico que sustituyen a los actuadores electromecánicos habituales en los microrrobots. Con un peso de 155 miligramos cada uno, pueden mover a las alas hasta una frecuencia de 500 Hz, lo que implica una densidad de potencia de 600 W/kg.

El artículo es Yufeng Chen, Huichan Zhao, …, Robert J. Wood, “Controlled flight of a microrobot powered by soft artificial muscles,” Nature (04 Nov 2019), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1737-7; muchos medios se han hecho eco, como Milly Vincent, “Scientists create robotic BEES with artificial soft ‘muscles’ that allow them to crash into walls unharmed,” Daily Mail, 04 Nov 2019.

[PS 08 nov 2019] He cambiado la traducción de soft robotics de “robótica suave” a “robótica blanda”. Gracias a quienes me lo habéis recomendado. [/PS]

El vuelo no es completamente autónomo. El control de los elastómeros requiere amplificadores externos y una fuente de energía potente, más allá de lo que podría suministrar una batería de bajo peso. El microrrobot de 155 mg se eleva desde el suelo con una fuerza de unos 1.8 mN y alcanza una altura de 1.5 cm en unos 90 ms. Se requieren consignas de control para evitar que se la vuelta tras despegar (unos 110 ms más tarde). También se mejora la estabilidad con robots ensamblados para aumentar el número de alas (entre los prototipos hay versiones con cuatro alas y con ocho alas).

Un insecto robot con músculos de elastómeros completamente autónomo requiere grandes avances en el diseño de los músculos “blandos”. Hay que mejorar su eficiencia energética y aumentar mucho más su densidad de potencia. La reducción del voltaje de actuación es crucial (un 75% de la energía eléctrica de entrada se disipa en el circuito de amplificación que activa los elastómeros).

A pesar de todo lo que queda por mejorar en este tipo de micrrobots voladores, con resultados tan sorprendentes como los ya obtenidos, se augura un futuro muy halagüeño. La aplicación más interesante de estos enjambres de estos robots abejas (RoboBees) es la vigilancia y el rescate tras una catástrofe; en dichas condiciones el entorno es tan agreste que la robustez de estos microrrobots es indispensable.



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