Vimos, oímos, olimos y, sin embargo, no entendimos completamente. En un artículo publicado recientemente, "Actuadores de robots impulsados por palomitas de maíz", los investigadores del Laboratorio de Inteligencia Colectiva de la Universidad de Cornell demuestran cómo las propiedades propulsivas de las palomitas de maíz se pueden usar por más tiempo que la alegría.
Bajo su tutela, el grano humilde ha ayudado a los robots a cambiar de forma, a agarrar objetos e incluso a cargar pesas moderadamente pesadas. "Las palomitas de maíz parecían una idea tonta al principio", escribe Kirstin Hagelskjær Petersen, jefe del laboratorio, en un correo electrónico. "Pero ahora creemos que [tiene] una promesa real para bastantes aplicaciones".
Muchas de las creaciones del Collective Embodied Intelligence Lab están inspiradas en insectos que, aunque son pequeños, pueden lograr mucho trabajando juntos en enjambres. En el pasado, Petersen y su laboratorio han desarrollado tecnología basada en termitas, arañas, y las abejas.
Las palomitas de maíz, también, son pequeñas pero poderosas. Es "un material multifuncional que puede cambiar sus propiedades mecánicas muy rápidamente", explica Steven Ceron, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Petersen, y el autor principal del artículo. Esto lo convierte en un gran candidato para impulsar los accionadores robóticos, las partes de robots que, en lugar de sentir y responder a su entorno, realizan tareas a través del movimiento físico. ("Para ser un robot [completo], es probable que necesite otras partes que no funcionen con palomitas de maíz", dice Ceron.)
"Todas las palomitas de maíz funcionan de la misma manera", continúa. "Lo calientas, y si alcanza su temperatura crítica, pasa por una reacción química de corte oblicua". O, como él y sus coautores lo colocan en el propio papel, "los granos representan un depósito de energía que puede desplegarse en movimiento mecánico cuando sea necesario ". O, en otras palabras:" Se revienta ".
Algunas formas en que las palomitas de maíz pueden alimentar los actuadores. Laboratorio de inteligencia encarnada de la Universidad de CornellAl aprovechar el poder de ese estallido y la mezcla que crea entre los núcleos, Ceron y sus colegas pudieron construir varios tipos de actuadores impulsados por palomitas de maíz. En uno, alrededor de una docena de granos sin explotar se colocan dentro de una bobina de alambre y rodeados por unas pocas capas de tubos de silicona. Se aplica voltaje al cable (lentamente, "para evitar que las palomitas se quemen", explican los autores).
A medida que los núcleos se revientan, se amontonan entre sí, lo que hace que el tubo de silicona pase de rígido a rígido y levante un peso de 100 gramos en el proceso. En otra máquina, descrita como "una pinza suave de tres dedos impulsada por expansión de palomitas de maíz", se aplican los mismos principios, pero el actuador tiene forma de trípode. A medida que las palomitas de maíz aparecen, se aprieta alrededor de una pelota de goma..
Ambos pertenecen a una categoría llamada "actuadores de interferencia", que se usan comúnmente para agarrar objetos con formas no uniformes. "La forma en que funciona normalmente es que tienes algún tipo de polvo o arenilla en una bolsa, y aspiras el aire con una bomba o un compresor", momento en el que el capturador se cierra alrededor de su objetivo, dice Ceron. (Puedes ver uno en acción aquí).
Una colaboración de palomitas de maíz y origami levanta un kettlebell. Laboratorio de inteligencia encarnada de la Universidad de Cornell"Puedes lograr lo mismo aquí con las palomitas de maíz. Pero en lugar de tener que incluir una bomba o un compresor voluminosos para aspirar el aire, solo necesita tener esa batería [para calentarla]. Podrías tener una nueva clase de actuadores de interferencia ".
Para otro tipo de actuador, el grupo tomó papel: en este caso, una bolsa de palomitas de maíz orgánicas recicladas de Newman's Own, la dobló con la forma de un fuelle, la llenó con palomitas de maíz y la pegó. Luego lo metieron en un horno de microondas, para "lograr ... una expansión", como lo expresa el artículo. La forma resultante mantuvo su forma y resistió la compresión. "Una vez que estallan, se entrelazan entre sí", dice Ceron. "Incluso pudieron sostener un kettlebell de 9 libras".
En un experimento final, el equipo hizo un artilugio especial al estilo Rube Goldberg. Se colocaron granos sin explotar entre dos placas de madera, que se unieron a una garra de agarre mediante tendones flexibles. Se sopló aire caliente a través de los orificios en la placa inferior hasta que las palomitas de maíz saltaron, levantando la placa y cerrando la garra..
Todo esto es muy divertido. Pero como señala Ceron, las palomitas de maíz tienen serios beneficios como combustible de robot. "En este laboratorio, siempre estamos buscando formas de fabricar robots que puedan ser alimentados muy fácilmente ... con materiales muy baratos", dice. Las palomitas de maíz encajan a la perfección: es de fácil acceso (excedente de maíz, ¿alguien?), Es liviano y, a menos que lo esté comprando previamente en una sala de cine, tiende a ser bastante económico.
El principal inconveniente, dice Ceron, es que su cambio de estado es irreversible: no se puede abrir el kernel, por lo que cada movimiento solo puede ocurrir una vez por dosis de combustible. Dado que las palomitas de maíz se disuelven en el agua, podría ser posible inundar la cámara de palomitas de maíz del robot, esperar a que todo se derrita y fluya, y luego volver a llenarlo. "Creo que ese podría ser el siguiente paso", dice Ceron..
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