Las medusas inspiran una pinza robótica para objetos frágiles

Inspirada en la naturaleza, un nuevo tipo de pinza robótica consistente en una colección de tentáculos delgados, enreda y captura objetos de forma eficaz, como las medusas atrapan presas aturdidas.

La mayoría de las pinzas robóticas actuales se basan en sensores integrados, bucles de retroalimentación complejos o algoritmos avanzados de aprendizaje automático, combinados con la habilidad del operador, para agarrar objetos frágiles o de forma irregular.

Pero los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS) han demostrado una manera más fácil de conseguir este objetivo. Solos, los tentáculos individuales, o filamentos, son débiles. Pero juntos, la colección de filamentos que ofrece su nuevo diseño puede agarrar y sujetar con seguridad objetos pesados y de formas extrañas. La pinza se basa en un simple inflado para envolver objetos y no requiere detección, planificación o control de retroalimentación. La investigación fue publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

“Con esta investigación, queríamos volver a imaginar cómo interactuamos con los objetos”, dijo en un comunicado Kaitlyn Becker, exestudiante de posgrado y becaria postdoctoral en SEAS y primera autora del artículo. “Al aprovechar el cumplimiento natural de la robótica blanda y mejorarlo con una estructura compatible, diseñamos una pinza que es más grande que la suma de sus partes y una estrategia de agarre que puede adaptarse a una variedad de objetos complejos con una planificación y percepción mínimas”. Becker es actualmente profesor asistente de ingeniería mecánica en el MIT.

La fuerza y la adaptabilidad de la pinza provienen de su capacidad para enredarse con el objeto que intenta agarrar. Los filamentos de un pie de largo son tubos de goma huecos. Un lado del tubo tiene una goma más gruesa que el otro, por lo que cuando el tubo está presurizado, se riza como una coleta o como un cabello alisado en un día lluvioso.

Los rizos se anudan y se enredan entre sí y con el objeto, y cada enredo aumenta la fuerza del agarre. Si bien el agarre colectivo es fuerte, cada contacto es débil individualmente y no dañará ni siquiera el objeto más frágil. Para liberar el objeto, los filamentos simplemente se despresurizan.

Los investigadores utilizaron simulaciones y experimentos para probar la eficacia de la pinza, recogiendo una variedad de objetos, incluidas varias plantas de interior y juguetes. La pinza podría usarse en aplicaciones del mundo real para sujetar frutas y verduras blandas para la producción y distribución agrícola, tejidos delicados en entornos médicos, incluso objetos de forma irregular en almacenes, como cristalería.