El robot suave a base de anillo helicoidal sin ruedas puede moverse de manera confiable en todas las direcciones
Vista lateral de la bota de adentro hacia afuera (Evering) y moviéndose hacia el lado más pesado (izquierda). Crédito: Feng et al.
En las últimas décadas, los robotistas han introducido una amplia gama de sistemas que pueden moverse en varios entornos complejos, incluidos diferentes terrenos, en el suelo, en el aire e incluso en el agua. Para navegar de manera segura, entornos dinámicos del mundo real sin chocar con humanos o objetos cercanos, la mayoría de los robots dependen de sensores y cámaras.
Investigadores de la Universidad de Tsinghua han desarrollado recientemente en donde Bot, un nuevo robot blando sin ruedas y sin ruedas (es decir, un robot flexible que se mueve al girar su estructura de cuerpo al revés) que se mueve de manera segura en entornos no estructurados sin usar sensores para detectar obstáculos. Este robot, introducido en un artículo publicado en el servidor de preimpresión ARXIV, aprovecha su estructura helicoidal única basada en anillo para moverse en todas las direcciones.
“Un día, mientras jugaba con un juguete escabullido durante una reunión de laboratorio”, dijo Shuguang Li, autor principal del periódico, a Tech Xplore. “De repente, una nueva idea nos llamó la atención: ¿qué pasaría si conectamos la cabeza y la cola del juguete de primavera? Al unir sus dos extremos, la primavera podría girarse sin cesar de adentro hacia afuera, una moción que ahora llamamos ‘Everting’, presentando un flujo de color fascinante. Esto provocó nuestra curiosidad sobre cómo un anillo helicoidal, tal vez con algunas modificaciones de la estructura, se comportan a los que se comportan en varios entornos en varios entornos: en el suelo, a lo largo de una tubería, y la pipa, y la pipa, y la pipa, y las modificaciones, y las modificaciones, y la pipa, y la pipa.
Li y sus colegas primero se propusieron estudiar las propiedades estructurales y cinéticas básicas de los anillos helicoidales, estructuras circulares con forma de espiral, al tiempo que tratan de entender cómo se mueven en el suelo. En última instancia, esto los llevó a desarrollar donde el botón, un robot helicoidal basado en el anillo que puede girar de adentro hacia afuera, moviéndose de manera sorprendente.
“A primera vista, no sabes a dónde irá el robot”, explicó Siyuan Feng, autor principal del periódico. “Si lo recoges, solo puedes ver un motor que gira el anillo helicoidal a lo largo de la circunferencia del concentrador. Sin embargo, cuando el anillo toca el suelo, la distribución de masa desequilibrada del robot induce una distribución de fricción asimétrica, lo que lleva al robot a autogotarse y moverse hacia el lado más pesado. Eso resulta en un comportamiento orbitante a lo largo de una ruta circular”.
Una característica única de Where-Bot es que sus capacidades de locomoción omnidireccional son inherentes a sus estructuras mecánicas. Como resultado, puede navegar de manera confiable entornos impredecibles, sin confiar en los sensores para detectar objetos cercanos y planificar los movimientos futuros.
“Transformamos con éxito un simple juguete de primavera en un robot móvil con propiedades cinemáticas excepcionales”, dijo Li. “Al igual que un reptil de pensamiento rápido, cuando el robot se encuentra con un obstáculo, su primavera Everts para ayudarlo a retirarse, asegurando un movimiento seguro y confiable sin quedarse atascado. Este ingenioso comportamiento no solo le permite explorar los límites de los terrenos desconocidos, sino también abre aplicaciones prácticas emocionantes”.
El movimiento de Where-Bot consiste en una rotación espiral (Evering) a lo largo de la circunferencia del concentrador, una auto-rotación alrededor del centro del concentrador y una órbita alrededor de cierto punto. Crédito: Feng et al. Exploración e interacción ambiental sin control de sensor y trayectoria. (A) Comportamiento automatizado de evitación de obstáculos. (B) Comportamiento exploratorio dentro de un límite de entorno de 60 𝑐 𝑚 × 60 𝑐 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 Crédito: ARXIV (2025). Doi: 10.48550/arxiv.2503.07245
El nuevo robot desarrollado por Li y sus colegas pronto podría mejorarse aún más para ampliar sus capacidades y permitirle moverse en una gama más amplia de entornos. En el futuro, podría tener una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, ayudar a los usuarios a inferir de forma remota la forma de cuevas u otros entornos subterráneos, excavar el terreno a base de arena para descubrir estructuras ocultas, inspeccionar tuberías e incluso diseñar nuevos autos de parachoques omnidireccionales u otros sistemas robóticos recreativos.
“En nuestra futura investigación, planeamos centrarnos en mejorar tanto la robustez como la versatilidad de Where-Bot”, agregó Dengfeng Yan, uno de los coautores del artículo. “Actualmente, su primavera está hecho de plástico, que es propenso a romperse bajo una deformación significativa. Tenemos la intención de explorar materiales más fuertes para construir una versión más duradera capaz de manejar terrenos complejos.
“Además, planeamos refinar el diseño del robot integrando elementos funcionales, como pieles de alta fricción, hélices y púas, para investigar y expandir más sus capacidades de movimiento en una variedad de entornos, incluso en el suelo, a lo largo de una tubería, debajo del agua, en arena e incluso en el aire”.
Más información: Siyuan Feng et al, Wher-Bot: un robot Evering sin ruedas sin rueda capaz de locomoción omnidireccional, ARXIV (2025). Doi: 10.48550/arxiv.2503.07245
Información en el diario: ARXIV
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Cita: el robot suave basado en anillo helicoidal sin ruedas puede moverse de manera confiable en todas las direcciones (2025, 27 de marzo) recuperado el 27 de marzo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-03-wheel-helical basado en basado-Soft-ROFT.HTML
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