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Robots cúbicos que se acoplan para fabricar estructuras a demanda

Científicos del MIT logran ensamblar usando imanes sencillos módulos que operarán conjuntamente


Investigadores del MIT han ideado un método basado en imanes que permite acoplar sencillos robots cúbicos para conformar un “ejército” de robots, de estructura variable. Los científicos esperan que, en un futuro, estas agrupaciones robóticas reparen puentes o edificios, entre otras aplicaciones. Por Marta Lorenzo.




Módulos M-Block. Imagen: M. Scott Brauer. Fuente: MIT.
Módulos M-Block. Imagen: M. Scott Brauer. Fuente: MIT.
Un investigador del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) llamado John Romanishin y su colaborador Kyle Gilpin han creado unos robots cúbicos que carecen de partes externas móviles, pero aún así son capaces de pasar por encima o alrededor de otros robots, saltar por los aires, rodar por el suelo e incluso moverse mientras permanecen suspendidos de superficie metálicas.

El avance ha sido posible gracias a la incorporación, en el interior de cada uno de estos cubos bautizados como M-Blocks, de una rueda volante que puede alcanzar velocidades de 20.000 revoluciones por minuto. Cuando esta rueda es frenada, pasa su momento angular‎ al cubo.

Por otra parte, en el borde de cada M-Blocks y en cada una de sus caras, se han colocado imanes que permiten que los cubos se acoplen por sí solos, una posibilidad que se busca desde hace tiempo en robótica modular, publica el MIT en un comunicado.

Los especialistas en robots reconfigurables han usado durante mucho tiempo un modelo de cubo-deslizable, que supone que si hay dos cubos situados frente a frente, uno de ellos puede colocarse junto al otro o sobre él. Sin embargo, aunque este modelo simplifica el desarrollo de algoritmos de autoensamblaje (la “guía” de los movimientos para el acople), sigue requiriendo de complejos dispositivos para su funcionamiento.

Por otro lado, los sistemas de robots modulares ya existentes son “estáticamente estables”, es decir, permiten que cuando se detiene el movimiento en un punto, los robots queden donde están. Los científicos del MIT abandonaron esta estabilidad estática, lo que supone que los M-Blocks sólo necesiten de los imanes para alinearse.

La pieza clave

Para lograr este punto, los científicos idearon un sistema de imanes bastante ingenioso. En cada borde de los cubos hay dos imanes cilíndricos similares a rodillos de amasar. Cuando dos cubos se aproximan, los imanes rotan naturalmente, de manera que el polo norte de uno se alinea con el polo sur del otro.

Además, los bordes de los cubos están biselados, por lo que cuando los cubos se acoplan, los cortes de los bordes también lo hacen, al igual que los imanes-rodillo. Así se logra que la unión entre los cubos sea mucho más potente.

Por último, los imanes no se encuentran sólo en los bordes. En cada cara de los M-Blocks hay también cuatro pares de pequeños imanes simétricamente colocados, que hacen que cada cubo en movimiento alcance la posición que debe cuando se sitúa junto o sobre otro M-Block.

Miniaturizar y especializar

Como con cualquier otro sistema de robot-modular, la esperanza de Romanishin y su equipo es lograr miniaturizar cada uno de estos módulos.

El objetivo último de la mayoría de los trabajos en este campo es el desarrollo de hordas de microrobots que se autoensamblen. En este sentido, la simplicidad del diseño de los M-Blocks resulta prometedora.

Armadas de cubos móviles podrían algún día reparar puentes o edificios durante emergencias o levantarse para reconfigurar los andamios de proyectos de construcción.

Podrían además ensamblarse para dar lugar a tantos tipos de estructuras o equipos como fueran necesarios; e irrumpir en masa en entornos hostiles e inaccesibles para humanos, con el fin de diagnosticar problemas o de reorganizarse a sí mismos para proporcionar soluciones. Los científicos imaginan asimismo el desarrollo de cubos con propósitos específicos, que contengan cámaras, luces o baterías.

Transformación a demanda

El equipo del MIT considera que su avance supone una “solución de tecnología sencilla” para un problema que se ha estado intentando resolver con alta tecnología. A continuación, intentarán fabricar un “ejército” de 100 cubos, cada uno de los cuales podrá moverse en cualquier dirección; y diseñarán algoritmos que los guíen.

“Lo que queremos es que cientos de cubos, diseminados por el suelo, sean capaces de identificar a otros, combinarse entre ellos, y transformarse a demanda y de manera autónoma en una silla, una escalera o un escritorio”, afirma Romanishin.

Bajo estas formas, los robots pasarían a comportarse como uno solo, algo que han hecho ya los 20 robots de otro enjambre de pequeños robots esféricos desarrollados en la Universidad de Colorado en Boulder (Estados Unidos). De ellos se ha dicho que, algún día, podrían colonizar el espacio para preparar hábitats y jardines exuberantes en otros planetas, que acojan a los futuros exploradores espaciales.

Lunes, 7 de Octubre 2013
Marta Lorenzo
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