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Serpiente robot

Un Snakebot Gen 2 de la NASA , demostrando capacidades de crianza.

Un robot serpiente , también conocido como snakebot, es un robot biomórfico e hiperredundante que se parece a una serpiente . Los robots serpiente vienen en muchas formas y tamaños, incluido el "Anna Konda" desarrollado por SINTEF , un robot hidráulico de extinción de incendios con una longitud de 3 metros [1] y el Snakebot médico desarrollado en la Universidad Carnegie Mellon , que es capaz de maniobrar alrededor de órganos dentro de una cavidad torácica humana. [2] Los robots serpiente tienen usos similares a los de ciertos tipos de robots blandos . [3]

Los robots serpiente pueden variar significativamente en tamaño y diseño. Su pequeña relación entre sección transversal y longitud les permite maniobrar en espacios reducidos. Mientras tanto, su capacidad para cambiar de forma les permite atravesar terrenos variados. [4]

Los robots serpiente suelen diseñarse conectando varios segmentos independientes, lo que proporciona redundancia y permite un funcionamiento continuo incluso si algunas piezas están dañadas. Estos robots suelen presentar características como una gran capacidad de entrenamiento, redundancia y la capacidad de sellar completamente sus cuerpos. Estas características hacen que los robots serpiente sean valiosos para una variedad de aplicaciones prácticas y un tema interesante para la investigación. [5] [6]

Un Snakebot se diferencia de un robot con brazo de serpiente en que los Snakebots suelen ser autónomos, mientras que los robots con brazo de serpiente suelen tener mecanismos alejados del propio brazo, posiblemente conectados a un sistema más grande. [ cita requerida ]

Aplicaciones

Al imitar la locomoción única de las serpientes, los Snakebots pueden ofrecer una solución versátil para tareas en múltiples industrias, lo que permite capacidades que los robots tradicionales o los trabajadores humanos encuentran difíciles o imposibles de lograr de manera segura. Los Snakebots se están considerando para las siguientes aplicaciones:

Locomoción

Los robots serpiente tradicionales se mueven modificando la forma de su cuerpo, de forma similar a las serpientes reales. Se han creado muchas variantes que utilizan ruedas o bandas de rodadura para moverse. Todavía no ha habido ningún robot serpiente que se aproxime con precisión a la locomoción de las serpientes reales. Sin embargo, los investigadores han creado nuevos métodos de movimiento que no se dan en la naturaleza. [ cita requerida ]

En la investigación de Snakebots, la marcha es un modo periódico de locomoción. El movimiento lateral y la ondulación son ejemplos de marchas. Las marchas de Snakebots suelen diseñarse investigando los cambios periódicos en la forma del robot. Por ejemplo, una oruga se mueve modificando la forma de su cuerpo para que coincida con una onda sinusoidal . De manera similar, un Snakebot puede moverse adaptando su forma a diferentes funciones periódicas. [11]

Las serpientes de cascabel que se desplazan lateralmente pueden ascender pendientes arenosas aumentando la porción de su cuerpo en contacto con la arena para que coincida con la fuerza de fluencia reducida de la arena inclinada, lo que les permite ascender la máxima pendiente de arena posible sin resbalarse. [12] Los robots serpiente que se desplazan lateralmente pueden replicar este ascenso. [12]

Investigación actual

Los ingenieros del Centro de Investigación Ames de la NASA están investigando actualmente los robots serpiente como un nuevo tipo de sonda robótica interplanetaria . La NASA también está desarrollando software para los robots serpiente , de modo que puedan aprender mediante la experiencia las habilidades para escalar obstáculos y recordar las técnicas. [13]

En el Laboratorio de Biorrobótica de la Universidad Carnegie Mellon también se están desarrollando robots serpiente para fines de búsqueda y rescate . [14]

Véase también

Referencias

  1. ^ Pål Liljebäck. "Anna Konda - El robot serpiente extintor de incendios | ROBOTNOR". Robotnor.no . Consultado el 4 de mayo de 2016 .
  2. ^ "Robot serpiente médico". medrobotics.ri.cmu.edu . Consultado el 23 de octubre de 2024 .
  3. ^ Seeja, G.; Arockia Selvakumar Arockia, Doss; Berlin Hency, V. (8 de septiembre de 2022). "Una encuesta sobre la locomoción de robots serpiente". IEEE Access . 10 : 112109–112110. Bibcode :2022IEEEA..10k2100S. doi : 10.1109/ACCESS.2022.3215162 .
  4. ^ Liu, Jindong; Tong, Yuchuang; Liu, Jinguo (18 de abril de 2021). "Revisión de robots serpiente en entornos restringidos". Robótica y sistemas autónomos . 141 . ISSN  0921-8890 – vía Elsevier.
  5. ^ Transeth, Aksel Andreas; Pettersen, Kristin Ytterstad (diciembre de 2006). "Desarrollos en el modelado y la locomoción de robots serpiente". 2006 9.ª Conferencia internacional sobre control, automatización, robótica y visión . pp. 1–8. doi :10.1109/ICARCV.2006.345142. ISBN 978-1-4244-0341-7. Número de identificación del sujeto  2337372.
  6. ^ Liljebäck, P.; Pettersen, KY ; Stavdahl, Ø.; Gravdahl, JT (2013). Robots serpiente: modelado, mecatrónica y control . Avances en Control Industrial. Saltador. doi :10.1007/978-1-4471-2996-7. ISBN 978-1-4471-2995-0.
  7. ^ ab "Robot serpiente de Carnegie Mellon utilizado en la búsqueda de supervivientes del terremoto de México". www.cmu.edu . 27 de septiembre de 2017 . Consultado el 18 de noviembre de 2024 .
  8. ^ Solberg, Eirik (20 de septiembre de 2012). "El laboratorio de biorrobótica de la CMU crea un robot serpiente de inspiración biológica".
  9. ^ "La sonda EELS del JPL, con forma de serpiente, se desliza hacia un nuevo terreno robótico". Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) . Consultado el 10 de noviembre de 2024 .
  10. ^ McDonald, Bob (12 de mayo de 2023). «Los ingenieros de la NASA esperan enviar una serpiente robot para explorar la luna helada de Saturno, Encélado». Canadian Broadcasting Corporation . Consultado el 9 de noviembre de 2024 .
  11. ^ "Snakebot". www.cs.rochester.edu . Consultado el 16 de octubre de 2024 .
  12. ^ ab Marvi, Hamidreza (10 de octubre de 2014). "Vuelta lateral con deslizamiento mínimo: ascenso de serpientes y robots por pendientes arenosas". Science . 346 (6206): 224–229. arXiv : 1410.2945 . Bibcode :2014Sci...346..224M. doi :10.1126/science.1255718. PMID  25301625. S2CID  23364137 . Consultado el 4 de mayo de 2016 .
  13. ^ "La sonda EELS del JPL, con forma de serpiente, se desliza hacia un nuevo terreno robótico". Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) . Consultado el 7 de mayo de 2024 .
  14. ^ "SnakeBots - Universidad Carnegie Mellon". www.cmu.edu . Consultado el 2 de febrero de 2024 .

Enlaces externos