Producción En Masa Envía Insectos Robot Volando

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Un método de producción inspirado en los libros emergentes infantiles permite la fabricación rápida de dispositivos pequeños y complejos.

Este artículo de Research in Action se proporcionó a WordsSideKick.com en colaboración con la National Science Foundation.

Una nueva técnica inspirada en los elegantes libros emergentes y el origami pronto permitirá que la hoja produzca clones de insectos robóticos.

Diseñado por ingenieros de la Universidad de Harvard, el ingenioso proceso de capas y plegado permite la fabricación rápida no solo de microrobots, sino de una amplia gama de dispositivos electromecánicos. La nueva técnica reemplaza un proceso manual tedioso y lento para crear tales dispositivos.

Para los prototipos, los ingenieros laminaron capas de fibra de carbono, Kapton (una película plástica), titanio, latón, cerámica y láminas adhesivas en un diseño complejo cortado con láser. La estructura incorpora bisagras flexibles que permiten que el producto 3-D (solo 0.1 pulgadas (2.4 milímetros) de altura) se pueda ensamblar en un solo movimiento, como un libro emergente.

El producto completo tiene aproximadamente el tamaño de un cuarto de los EE. UU. Y docenas de estos microrobots podrían fabricarse en paralelo en una sola hoja.

Construyendo pequeños robots

"Esto toma lo que es un oficio, un proceso artesanal, y lo transforma para la producción en masa automatizada", dijo el investigador Pratheev Sreetharan, quien co-desarrolló la técnica con J. Peter Whitney. Ambos son estudiantes de posgrado en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard.

Sreetharan, Whitney y sus colegas en el Laboratorio de Microrobóticos de Harvard han estado trabajando durante años para construir robots bioinspirados, del tamaño de una abeja, que puedan volar y comportarse de manera autónoma como una colonia. Los materiales, el hardware, los sistemas de control y las técnicas de fabricación adecuados no existían antes del proyecto RoboBees, por lo que cada equipo de investigadores debe inventarlos, desarrollarlos e integrarlos.

El proyecto RoboBees está respaldado por el programa Expediciones en computación de National Science Foundations, así como por el Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU. Y el Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica en Harvard.

"La capacidad de incorporar cualquier tipo y número de capas de material, junto con la electrónica integrada, significa que podemos generar sistemas completos en cualquier forma tridimensional", dijo el investigador principal Rob Wood, profesor asociado de ingeniería eléctrica en Harvard. "También hemos demostrado que podemos crear dispositivos de autoensamblaje al incluir materiales pretensados".

Tableros de bot impresos

Una nueva técnica inspirada en el origami elegante pronto permitirá que la hoja produzca clones de insectos robóticos.

Una nueva técnica inspirada en el origami elegante pronto permitirá que la hoja produzca clones de insectos robóticos.

Crédito: Pratheev Sreetharan, Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard

Además, el proceso de capas se basa en el proceso de fabricación que se usa actualmente para hacer placas de circuitos impresos, lo que significa que las herramientas para crear hojas grandes de dispositivos emergentes son comunes y abundantes. También significa que la integración de componentes eléctricos es una extensión natural del proceso de fabricación, especialmente importante para proyectos como RoboBees donde los dispositivos están limitados en su tamaño y peso.

"En un dispositivo más grande, puede tomar una pata de robot, por ejemplo, abrirla y simplemente atornillar las placas de circuito", explica Sreetharan. Nuestros dispositivos son "tan pequeños que no podemos hacer eso". Sreetharan señaló el armazón de la caja de fibra de carbono que constituye el bastidor del cuerpo de la abeja emergente y dijo: "Ahora, puedo poner chips en todo eso. Puedo incorporar sensores y controlar los actuadores".

Las implicaciones de esta nueva estrategia de fabricación van mucho más allá de los vehículos micro-aéreos. La misma técnica de producción en masa podría usarse para interruptores de alta potencia, sistemas ópticos y cualquier otro dispositivo electromecánico estrechamente integrado que tenga partes en la escala de micrómetros a centímetros.

En última instancia, con una técnica tan eficiente, los robots diminutos pronto podrían ser construidos por otros ligeramente más grandes.

Ver una hoja plana emergente en un icosaedro a continuación.

Nota del editor: Las opiniones, hallazgos y conclusiones o recomendaciones expresadas en este material son las del autor y no necesariamente reflejan los puntos de vista de los autores. Fundación Nacional de Ciencia. Ver el Archivo de investigación en acción.


Suplemento De Vídeo: The Venus Project: Future by Design (Futuro por diseño).




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