ROBÓTICA Y AUTOMATIZACIÓN

Robots imprimibles en 3D para las nuevas emergencias

14/02/2024

CATEGORíA: General MARCA: Instituto Politécnico de Worcester

En un mundo donde la frecuencia y gravedad de los desastres naturales están aumentando debido al cambio climático, la necesidad de encontrar soluciones innovadoras y de respuesta rápida nunca ha sido más urgente


Markus Nemitz

 

Si a esto le sumamos la naturaleza impredecible de otras emergencias, como el incidente de la cueva de Tham Luang, en Tailandia en 2018, en el que 12 futbolistas juveniles y su entrenador quedaron atrapados durante más de dos semanas por las inundaciones, queda claro que se necesitan intervenciones cruciales, especializadas y adaptables. Una posible intervención es el desarrollo de robots imprimibles en 3D.

 

Foto cortesía: Worcester Polytechnic Institute.

 

Los sistemas robóticos tradicionales, a menudo, resultado de años de meticulosa investigación y desarrollo; no se adaptan fácilmente a los desafíos únicos de búsqueda y rescate que plantean los desastres naturales y los causados ​​por el hombre. Mi investigación tiene como objetivo revolucionar este paradigma mediante la creación de una nueva clase de robots blandos imprimibles en 3D. Estos robots son resistentes y adaptables gracias a su combinación única de inteligencia mecánica, circuitos fluídicos y electrónica flexible. La inteligencia mecánica permite a estos robots adaptarse a condiciones imprevistas, reduciendo así la potencia computacional necesaria para su funcionamiento. Los circuitos lógicos fluídicos, integrados directamente en el cuerpo del robot, convierten las señales de los sensores en comandos procesables.

 

La convergencia del control fluídico y electrónico

Uno de los aspectos más innovadores de esta investigación es la perfecta integración de circuitos fluídicos e interfaces electrónicas. Los circuitos fluídicos son capaces de almacenar programas, procesar datos y ejecutar tareas. Son resistentes a daños mecánicos e interferencias electromagnéticas, lo que los hace ideales para su despliegue en zonas de desastre. Las interfaces electrónicas permiten un control más matizado, lo que hace que los robots se adapten a tareas y entornos complejos. Esta sinergia es particularmente crucial en un mundo donde los desastres se están volviendo más complejos e impredecibles debido al cambio climático.

 

Velocidad y adaptabilidad: las piedras angulares de la respuesta a desastres

La capacidad de diseñar, personalizar e implementar rápidamente estos robots es quizás una de las características más convincentes de esta investigación sobre la impresión robótica. Utilizando impresoras 3D comerciales y materiales especializados, como filamentos elastoméricos, estos robots se pueden producir rápidamente y ofrecen una respuesta oportuna a las crisis emergentes. Estos robots, que varían en tamaño, pueden equiparse con sensores, micrófonos y cámaras para explorar áreas que son demasiado peligrosas para los humanos o que de otro modo son inaccesibles. Si bien la investigación se encuentra en sus primeras etapas, los resultados preliminares son prometedores y apuntan hacia una nueva era en las capacidades de respuesta a desastres.

 

Foto cortesía: Worcester Polytechnic Institute.

 

Más allá del laboratorio: impactos educativos y sociales

Las implicaciones de esta investigación se extienden más allá de la respuesta inmediata a desastres. He iniciado programas educativos, incluido un campamento de verano de robótica para estudiantes de secundaria y un nuevo curso universitario sobre robótica imprimible. Estas iniciativas tienen como objetivo inspirar a la próxima generación de ingenieros e investigadores, dotándolos de las herramientas que necesitan para afrontar los desafíos de un mundo que cambia rápidamente.

 

El camino por delante: evaluación comparativa frente a los desafíos del mundo real

Como parte de nuestra investigación en curso, mi equipo y yo estamos construyendo un modelo miniaturizado del sistema de cuevas de Tham Luang, en Tailandia. Este modelo servirá como punto de referencia en el mundo real para nuestros robots impresos en 3D, permitiéndonos probar sus capacidades para nadar, gatear, trepar y bucear en un entorno controlado pero desafiante. El incidente de Tham Luang sirve como un conmovedor recordatorio de que no todas las emergencias son desastres naturales, pero todas requieren respuestas rápidas y especializadas.

 

Foto cortesía: Worcester Polytechnic Institute.

 

En conclusión, la creciente frecuencia y complejidad de las emergencias, tanto naturales como de otro tipo, exigen soluciones innovadoras. Mi investigación en el desarrollo de robots imprimibles en 3D con circuitos fluídicos integrados e interfaces electrónicas tiene como objetivo afrontar este desafío de frente. En el centro de este trabajo está el concepto de que la simplicidad de la impresión 3D combinada con diseños inteligentes nos permite construir robots sofisticados. Si bien la tecnología aún está evolucionando, su impacto potencial en la respuesta a desastres (y, por extensión, en la sociedad en general) es prometedor y oportuno.

 

Markus Nemitz es profesor asistente de robótica en el Instituto Politécnico de Worcester, en Worcester, Massachusetts, Estados Unidos de América.

 

WPI es una universidad de investigación de primer nivel centrada en STEM y una reconocida pionera y líder mundial en aprendizaje basado en proyectos. Fundada en 1865 sobre el principio de que los estudiantes aprenden más eficazmente aplicando la teoría aprendida en el aula a la práctica de resolver problemas del mundo real, la misión continua de WPI es transformar vidas, convertir el conocimiento en acción para enfrentar desafíos globales y revolucionar STEM a través de educación, proyectos e investigaciones distintivas e inclusivas.

 

Más información en https://www.wpi.edu/

 




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