Un robot pequeño, suave y flexible que puede sonar en el cuerpo humano para encontrar víctimas atrapadas a través de los desechos de terremotos, parece ciencia ficción, pero un equipo internacional encabezado por investigadores en Pan State es un compromiso con un compromiso.
La robótica suave, a diferencia de los robots rígidos tradicionales, están hechas de materiales flexibles que imitan el movimiento de los organismos. Esta flexibilidad los hace ideales para llevarlos a lugares duros, como escombros en una zona de desastre o el camino complejo del cuerpo humano. Sin embargo, el profesor asociado Junior Memorial de Ciencias y Mecánica de Ingeniería en Pan State, James L. Henderson, James L. Henderson, James L. Henderson, Junior El Henderson, profesor asociado Junior Memorial, Hanwei “Larry”, es clave para la elasticidad.
“El desafío realmente más grande era hacerlo inteligente”, dijo Cheng, un coeficiente representante del estudio del equipo publicado en el que se publicó. Nano Micro Carta. “Para la mayoría de las aplicaciones, la robótica blanda ha sido un sistema de comunicación con un lado, lo que significa que dependen del control externo para visitar un entorno complicado. Nuestro objetivo era conectar sensores inteligentes para que estos robots puedan interactuar con su entorno y trabajar con una intervención humana mínima”.
Uno de los factores principales para mejorar estos robots radica en la integración de la electrónica flexible, lo que permite sus características clave.
“Queríamos diseñar un sistema donde la robótica suave y la electrónica flexible funcionen juntos sin interrupción”, dijo Cheng. “La electrónica tradicional es apretada, lo que dificulta la integración. Nuestra solución fue dividir los componentes electrónicos de una manera que preserva la flexibilidad del robot mientras mantiene un fuerte rendimiento”.
Cheng y su equipo dispararon los videos de robots en acción y capturaron su comportamiento dinámico cuando arrastran y deambulan la pelota para moverse a lo largo de un curso fácil. Los robots se mueven en su estructura elástica utilizando materiales magnéticos duros incrustados, lo que permite que los robots predecieran en el campo magnético externo. Al ajustar la potencia y la dirección del campo, los investigadores pueden controlar el movimiento del robot, como doblar, girar o rastrear, sin resistencia al barco o contactos físicos como cables.
Uno de los principales obstáculos para desarrollar esta tecnología era sobre cómo evitar que los productos electrónicos flexibles se obstruyan en el movimiento de los robots.
“Aunque hemos diseñado para hacer que la electrónica sea flexible, su dureza sigue siendo miles de veces más alta que cientos de material robótico suave”, dijo Cheng. “Para superarlo, dividimos la electrónica en una estructura, que redujo sus efectos sobre el movimiento”.
Otro desafío era evitar la interferencia de energía no deseada, lo que podría interrumpir cómo funciona un dispositivo electrónico o sistema. Esta interferencia también proviene de fuentes externas como otras electrónicas o señales inalámbricas. Dicha intervención obstaculizará el movimiento y afectará el rendimiento del sensor.
Cheng señaló: “El sector magnético es muy importante para controlar el movimiento, pero también pueden interferir con la señal electrónica”. “Tuvimos que diseñar cuidadosamente la secuencia electrónica para minimizar estas interacciones, asegurándonos de que los sensores permanezcan activos en presencia de fuertes campos magnéticos”.
Con minimizar la interferencia magnética, el robot se puede guiar utilizando campos electromagnéticos remotos o imanes portátiles, lo que restringe la intervención humana. Además, los sensores integrados les permiten reaccionar de forma independiente a los gestos ambientales. Por ejemplo, en la búsqueda y el rescate, son lo suficientemente inteligentes como para detectar calor o barreras a los escombros. En aplicaciones médicas, pueden responder a los cambios de pH o al estrés, lo que garantiza el medicamento exacto o el depósito preciso de la muestra.
El siguiente paso para el equipo de Cheng es mejorar la tecnología para tales aplicaciones, incluida la fabricación de una “tableta robot”.
“Una de las aplicaciones potenciales más interesantes se encuentra en los dispositivos médicos implantables”, dijo SK-UL-Huang, profesor asociado de la Escuela de Graduados de Ciencias y Tecnología de la Escuela de Graduados de la Universidad de Corea. “Estamos trabajando para ubicar el sistema para que el sistema se ajuste para que se ajuste. Imagine un pequeño sistema robótico que puede tragar como una píldora, ir al tracto gastrointestinal y detectar enfermedades o donde se necesitan”.
Según los investigadores, dicha tecnología puede proporcionar una alternativa menos invasiva a los procedimientos de diagnóstico tradicionales, como la biopsia, como la biopsia, en tiempo real.
“Con sensores integrados, estos robots pueden medir los niveles de pH, detectar anormalidades e incluso proporcionar medicamentos en lugares precisos dentro del cuerpo”, dijo Cheng. “Esto significa que la cirugía menos invasiva y el más tratamiento objetivo mejoran los resultados de los pacientes”.
Cheng dijo que también considera futuras solicitudes en el tratamiento vascular.
“Si podemos hacer que estos robots sean aún más pequeños, se pueden inyectar en los vasos sanguíneos de enfermedades cardiovasculares, o pueden proporcionar medicamentos directos en las áreas afectadas”, dijo Cheng. “Esto abrirá una posibilidad completamente nueva para el tratamiento médico no invasivo”.
Aunque el equipo aún no ha dado a estos robots un nombre oficial, Cheng dijo que estaban abiertos a las sugerencias.
“Esta es una buena sugerencia”, dijo riendo. “Podemos estar involucrados en el nombre del público”.
