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Charla «¿Por qué hago robots del tamaño de un grano de arroz?» de TEDYouth 2014 en español.
Mediante el estudio de los movimientos y los cuerpos de insectos como las hormigas, Sarah Bergbreiter y su equipo construyen versiones mecánicas de bichos increíblemente robustos y súper pequeñitos… para luego agregarles cohetes. Vean sus avances asombrosos en microrobótica y escuchen tres maneras en que podríamos usar estos pequeños ayudantes en el futuro.
- Autor/a de la charla: Sarah Bergbreiter
- Fecha de grabación: 2014-11-15
- Fecha de publicación: 2015-01-21
- Duración de «¿Por qué hago robots del tamaño de un grano de arroz?»: 366 segundos
Traducción de «¿Por qué hago robots del tamaño de un grano de arroz?» en español.
Mis alumnos y yo trabajamos con robots muy pequeños.
Podemos verlos como versiones robóticas de algo con lo que todos estamos muy familiarizados: una hormiga.
Todos sabemos que las hormigas y otros insectos de este tamaño pueden hacer cosas bastante asombrosas.
Todos hemos visto a un grupo de hormigas, o algo similar, cargando patatas fritas en un picnic, por ejemplo.
¿Pero cuáles son los verdaderos desafíos para construir estas hormigas?
Bueno, en primer lugar,
¿cómo conseguimos tener las capacidades de una hormiga en un robot del mismo tamaño?
Bueno, primero tenemos que averiguar cómo hacer que se muevan siendo tan pequeños.
Necesitamos mecanismos como piernas y motores eficientes para apoyar la locomoción.
y sensores, energía y control para juntar todo en un robot hormiga semi-inteligente.
Y, por último, para hacer que estas cosas realmente funcionen, queremos que la mayoría trabajen juntos para lograr grandes cosas.
Así que empezaré con la movilidad.
Los insectos se mueven increíblemente bien en su entorno.
Este vídeo es de la Universidad de Berkeley.
Muestra una cucaracha en movimiento sobre un terreno muy accidentado sin que vuelque y es capaz de hacerlo porque sus piernas son una combinación de materiales rígidos, que es lo que tradicionalmente usamos para hacer robots, y materiales blandos.
Saltar es otra forma muy interesante de moverse cuando uno es muy pequeño.
Así que estos insectos almacenan energía en un brinco y la liberan rápidamente para conseguir la fuerza necesaria para salir del agua.
Así que una de las grandes contribuciones de mi laboratorio ha sido combinar materiales rígidos y blandos en mecanismos muy, muy pequeños.
Este mecanismo para saltar es de unos 4 milímetros, así que es realmente pequeño.
El material duro que empleamos es el silicio y el blando, caucho de silicona.
Y la idea principal es comprimir esto, almacenar la energía en los muelles, y luego soltarlo para saltar.
Así que no hay motores de momento, no hay energía.
Esta se acciona con un método que llamamos en mi laboratorio «estudiante graduado con pinzas».
(Risas)
Así que lo que van a ver en el siguiente vídeo es a este robot que saltará increíblemente bien.
Este es Aarón, el estudiante graduado en cuestión, con las pinzas, y aquí ven un mecanismo de 4 milímetros que salta casi 40 centímetros.
Eso es casi 100 veces su propio tamaño.
Y sobrevive, rebota sobre la mesa, es increíblemente robusto y, por supuesto, sobrevive bastante bien hasta que lo perdemos porque es muy pequeño.
En última instancia, sin embargo, queremos añadirle motores también, y tenemos estudiantes en el laboratorio trabajando en motores milimétricos para integrarlos en estos pequeños robots autónomos.
Pero para trabajar la movilidad y la locomoción a esta escala hacemos trampa y usamos imanes.
Esto muestra lo que finalmente pertenecerá a una pierna de microrobot, y pueden ver las juntas de la goma de silicona y el imán incorporado que se está moviendo de arriba abajo accionado por un campo magnético externo.
Así que todo esto nos lleva al robot que les mostré antes.
Lo realmente interesante es que este robot puede ayudarnos a averiguar cómo se mueven los insectos a esta escala.
Tenemos un modelo muy bueno de cómo todos se mueven, desde una cucaracha hasta un elefante.
Todos nos movemos dando estos saltos cuando corremos.
Pero cuando uno es realmente pequeño, las fuerzas que hay entre los pies y el suelo afectarán la locomoción mucho más que la masa, y eso es lo que lleva a estos saltos durante el movimiento.
Este robot no funciona todavía, pero sí que tenemos versiones ligeramente más grandes que funcionan.
Este tiene cerca de un centímetro cúbico, un centímetro de lado, muy pequeño, y hemos logrado que recorra 10 veces su tamaño por segundo, eso, 10 centímetros por segundo.
Es bastante rápido para un pequeñín como este, y solo lo limita nuestro sistema de prueba.
Pero pueden hacerse una idea de cómo funciona en este momento.
También podemos imprimir versiones en 3D que pueden escalar obstáculos, modelos bastante parecidos a la cucaracha que vieron antes.
Pero en última instancia, queremos añadir todo esto al robot.
Queremos que los detectores, la energía, los controles, actúen todos juntos, y no todo tiene que ser de inspiración biológica.
Este es un robot del tamaño de un Tic Tac.
Y en este caso, en lugar de imanes o músculos para moverse, usamos cohetes.
Así que este es un material energético microfabricado, y podemos crear diminutos píxeles de esto, y podemos poner uno de estos píxeles en el vientre de este robot, para que este robot luego salte al detectar un aumento de luz.
El siguiente vídeo es uno de mis favoritos.
Tenemos a este robot de 300 miligramos que salta unos 8 centímetros en el aire.
Tiene solo 4x4x7 milímetros.
Y verán un gran destello al inicio cuando se dispara el material enérgico, y el robot da vueltas por el aire.
Aquí hubo un gran destello, y pueden ver al robot saltar por los aires.
Así que no hay fijaciones, no hay cables conectados.
Todo está a bordo del robot, y saltó en respuesta a que un estudiante simplemente encendió una lámpara de escritorio.
Así que creo que pueden imaginar todas las cosas interesantes que podríamos hacer con robots que pueden correr, gatear saltar y rodar a esta escala.
Imaginen los escombros que quedan después de un desastre natural como un terremoto.
Imaginen a estos pequeños robots corriendo a través de esos escombros para buscar supervivientes.
O imaginen un montón de pequeños robots corriendo por un puente para poder inspeccionarlo y asegurarse de que es seguro para evitar derrumbes como este, que ocurrió a las afueras de Mineápolis en 2007.
O imaginen lo que se puede hacer con robots que podrían nadar por el torrente sanguíneo.
¿No?
«El viaje fantástico» de Isaac Asimov.
O que podrían operar sin tener que abrir, para empezar.
O podríamos cambiar radicalmente la forma de construir cosas si tuviéramos nuestros pequeños robots trabajando de la misma manera que trabajan las termitas, que construyen estos increíbles montículos de 8 metros de altura, edificios de apartamentos eficientes y bien ventilados para otras termitas en África y en Australia.
Así que creo que les he ofrecido algunas de las posibilidades de lo que podemos hacer con estos pequeños robots.
Y hemos hecho algunos avances hasta el momento, pero todavía hay un largo camino por recorrer, y es de esperar que alguno de Uds.
pueda contribuir a ese destino.
Muchas gracias.
(Aplausos)
https://www.ted.com/talks/sarah_bergbreiter_why_i_make_robots_the_size_of_a_grain_of_rice/