Cuando se conecta a un dron cuadricóptero, la pinza aérea estereotipada inspirada en la naturaleza (SNAG) forma un robot que puede volar, atrapar y transportar objetos y posarse en varias superficies.
El robot SNAG. Crédito de la imagen: William Roderick.
“No es fácil imitar cómo los pájaros vuelan y se posan. Después de millones de años de evolución, hacen que el despegue y el aterrizaje parezcan tan fáciles, incluso entre toda la complejidad y variabilidad de las ramas de los árboles que se encuentran en un bosque ”, dijo el Dr. William Roderick, investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica. en la Universidad de Stanford.
En los estudios previos de loros, las aves volaban de un lado a otro entre perchas especiales mientras eran grabadas por cinco cámaras de alta velocidad.
Las perchas contenían sensores que capturaban las fuerzas físicas asociadas con el aterrizaje, el posado y el despegue de las aves.
“Lo que nos sorprendió fue que hicieron las mismas maniobras aéreas, sin importar en qué superficies estuvieran aterrizando”, dijo el Dr. Roderick.
“Dejan que los pies manejen la variabilidad y complejidad de la textura de la superficie en sí. Este comportamiento formulista que se observa en cada aterrizaje de aves es la razón por la que la ‘S’ en SNAG significa estereotipado “.
Al igual que los loros, SNAG se acerca a cada rellano de la misma manera. Pero, para tener en cuenta el tamaño del cuadricóptero, el robot aéreo se basa en las patas de un halcón peregrino.
En lugar de huesos, tiene una estructura impresa en 3D y motores y sedal que sustituyen a los músculos y tendones.
Cada pierna tiene su propio motor para moverse hacia adelante y hacia atrás y otro para manejar el agarre.
Inspirado en la forma en que los tendones se encaminan alrededor del tobillo en las aves, un mecanismo similar en la pierna del robot absorbe la energía del impacto del aterrizaje y la convierte pasivamente en fuerza de agarre.
El resultado es que el robot tiene un embrague especialmente fuerte y de alta velocidad que se puede activar para cerrar en 20 milisegundos.
Una vez envuelto alrededor de una rama, los tobillos de SNAG se bloquean y un acelerómetro en el pie derecho informa que el robot ha aterrizado y activa un algoritmo de equilibrio para estabilizarlo.
Hay innumerables aplicaciones posibles para este robot, incluida la búsqueda y rescate y el monitoreo de incendios forestales; también se puede adjuntar a tecnologías distintas de los drones.
La proximidad de SNAG a las aves también permite obtener conocimientos únicos sobre la biología aviar.
“Parte de la motivación subyacente de este trabajo fue crear herramientas que podamos usar para estudiar el mundo natural”, dijo el Dr. Roderick.
“Si pudiéramos tener un robot que pudiera actuar como un pájaro, eso podría desbloquear formas completamente nuevas de estudiar el medio ambiente”.
El trabajo aparece en la revista Ciencia Robótica.
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WRT Roderick et al. 2021. Agarre y posado dinámicos inspirados en las aves en entornos arbóreos. Ciencia Robótica 6 (61); doi: 10.1126 / scirobotics.abj7562