Puede saber que las avispas pueden enjuagar el cerebro de las cucarachas o que su picadura es una de las sensaciones más dolorosas en la Tierra, y que el verdadero consejo científico para aquellos que fueron picados por una avispa es simplemente revolcarse y gritar hasta el dolor. pasará Menos conocido es el hecho de que las avispas son capaces de transportar cargas inesperadamente grandes para criaturas tan pequeñas.
Los microdrones solo pueden levantar su propio peso. Si necesitamos crear robots voladores que puedan transportar objetos pesados, pero no queremos que sean del tamaño de pterodáctilos, los ingenieros tendrán que encontrar nuevas formas de levantar cargas. Por lo tanto, los desarrolladores de drones recurrieron a las avispas en busca de ayuda, y están desarrollando formas creativas de usar nuestro entorno como arma secreta en robótica.
Si una avispa muerde y corta una presa que no puede criar, todavía se arrastra. Esto le permite un
arolium , una almohadilla en las piernas, que ayuda a aferrarse a la superficie. Junto con sus garras, el arolio permite que las avispas manipulen objetos con los que no pueden simplemente volar. Por lo tanto, pican presas que exceden su peso.
Los ingenieros quieren que los drones hagan eso también. Por lo tanto, una nueva clase de robots FlyCroTugs copia algunas de las características de estos molestos folletos. A primera vista, estos robots son como un cuadricóptero ordinario que cabe en la palma de su mano. Su secreto está escondido en su abdomen. Mientras está en el suelo, una versión del dispositivo usa ganchos, que se aferran a las protuberancias y huecos de la superficie, como una avispa con garras, y la otra usa una almohadilla que se adhiere a una superficie plana. Luego, estos dispositivos pueden usar un pequeño cabrestante, con la ayuda de los cuales pueden levantar y transportar una carga que es 40 veces más pesada que ellos.
La física de los ganchos es bastante simple: se fija con una palanca. "Solo estamos tratando de alinear estos ganchos uno al lado del otro para que cada uno encuentre su propia protuberancia, y juntos puedan tirar de más de un gancho", dice Matthew Estrada, robot de Stanford, quien describe estos dispositivos en Science Robotics.
La física de las almohadas es más confusa. Esta tecnología se creó bajo la influencia de las patas, no de las avispas, sino de un geco, y no es particularmente nueva: los investigadores de Stanford ya la han utilizado, por ejemplo, para desarrollar una captura que algún día podrá capturar desechos espaciales en órbita. Pero las fuerzas que actúan en él pueden darle al FlyCroTug la capacidad de un gecko y la capacidad de elevarse, comparable a los insectos.
Este truco se basa en
las fuerzas de Van der Waals . El material en la parte inferior del dron está lleno de vieiras de silicona. Al entrar en contacto con una superficie plana tangencialmente, los peines se alinean en una dirección (ver la animación a continuación). "Todos se acuestan y entran en contacto muy cercano con lo que están presionados", dice Estrada. El contacto está tan cerca que cada vieira comienza a ser atraída a la superficie a nivel molecular. Dado que hay muchos de ellos en el material, estas fuerzas se suman y dan una excelente adhesión.
Así es como los geckos corren alrededor de las paredes, y FlyCroTugs puede levantar pesos que son 40 veces su peso. Mientras el robot está inmóvil en la superficie de, digamos, una mesa, puede usar las fuerzas de van der Waals, levantando objetos con el cabrestante que son mucho más pesados que él. Por ejemplo, una botella de agua.
Para levantar cosas más pesadas, puede usar varios de estos pequeños robots. Esto puede ser más útil que simplemente escalar drones para aumentar su energía. Tal enfoque puede conducir a una reducción en el costo de su producción y permitirles, si es necesario, penetrar en espacios pequeños. ¿Quién necesita masa, si puedes tomar un número?
A diferencia de los modelos de drones anteriores realizados bajo la influencia de ideas naturales, FlyCroTug está inspirado en la avispa no solo como un animal volador, sino también en todo el sistema de su trabajo en su conjunto. "Los insectos voladores no solo pueden volar cuando se trata de objetos en movimiento", dijo Sun-Jo Chan, un ingeniero robot de Caltech, que desarrolló un
dron con forma de
murciélago . También pueden arrastrar una carga que no pueden levantar en el aire. "Esta es una innovación muy interesante y una adición a este trabajo".
En otras palabras, el uso del movimiento de superficie u otras características ambientales puede ayudar a mejorar los nuevos robots. La mayoría de los robots ruedan por el suelo o vuelan por el aire sin interactuar con el medio ambiente. FlyCroTugs funciona de una manera completamente diferente: utilizan el medio ambiente para aumentar su eficiencia. La superficie puede ser útil no solo para la navegación, sino que puede usarse como una herramienta para levantar cargas.
Esta nueva capacidad para levantar cargas es útil no solo para arrastrar objetos grandes. Dos robots pueden trabajar juntos en manipulaciones tan complejas como abrir una puerta. El primer dron se selecciona para su posición y empuja un gancho con un resorte debajo de la puerta. El segundo robot se engancha en el mango. Luego, el segundo robot, sosteniendo la puerta, tira de la manija hacia abajo mientras el primero abre la puerta.
La idea es que los grupos de robots antiadherentes puedan hacer frente a tareas que son demasiado difíciles para robots individuales. "Puedes imaginar robots individuales como movimientos en un juego de ajedrez", dijo Estrada. "¿Cómo se pueden aplicar estas fuerzas en varias direcciones para llevar a cabo una tarea difícil?" En lugar de cargar las funciones complejas de un robot sofisticado y costoso, en algunos casos será más fácil coordinar el trabajo de varios bots.
O, en algún momento, los investigadores pueden combinar estos dos viajes: ganchos para enganchar materiales gruesos y almohadillas para materiales lisos, en un dron que funciona bien en varias superficies.
Simplemente no es necesario que le atribuyas una picadura. Dejemos este camino sin explorar.