Este robot puede caminar, sin electrónica, y solo con la adición de un cartucho de gas comprimido, justo al lado de la impresora 3D. Crédito: David Baillot/Universidad de California San Diego
Imagine un robot que puede caminar, sin electrónica, y solo con la adición de un cartucho de gas comprimido, directamente de la impresora 3D. También se puede imprimir de una vez, de un material.
Eso es exactamente lo que los robotistas han logrado en los robots desarrollados por el Laboratorio de Robótica Bioinspirados en la Universidad de California en San Diego. Describen su trabajo en una publicación en línea avanzada en la revista Advanced Intelligent Systems.
Para lograr esta hazaña, los investigadores tenían como objetivo usar la tecnología más simple disponible: una impresora 3D de escritorio y un material de impresión estándar. Este enfoque de diseño no solo es robusto, sino que también es barato: cada robot cuesta alrededor de $ 20 para fabricar.
“Esta es una forma completamente diferente de mirar las máquinas de construcción”, dijo Michael Tolley, profesor en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UC San Diego y el autor principal del periódico.
El robot desarrollado por los investigadores de UC San Diego y BASF sale a salir del laboratorio. Crédito: David Baillot/Universidad de California San Diego
Estos robots podrían usarse en la configuración donde la electrónica no puede funcionar. Por ejemplo, los robots podrían usarse para el reconocimiento científico en áreas con una fuerte radiación, o para la respuesta a desastres o la exploración espacial.
Los investigadores probaron los robots en el laboratorio y demostraron que mientras estuvieran conectados a una fuente de aire o gas bajo presión constante, podrían seguir funcionando sin parar durante tres días. El equipo también mostró que los robots podían caminar al aire libre, sin atar, usando un cartucho de gas comprimido como fuente de energía y atravesar diferentes superficies, incluidos césped y arena. El robot incluso puede caminar bajo el agua.
El objetivo no era solo diseñar robots que pudieran caminar directamente de la impresora con la adición de una fuente de energía aérea, sino también hacerlo con materiales flexibles y blandos. “Estos robots no se fabrican con ninguno de los componentes tradicionales y rígidos que los investigadores suelen usar”, dijo Tolley. En cambio, están hechos de filamento simple de impresión en 3D.
El mayor desafío fue crear un diseño que incluiría músculos artificiales y un sistema de control, todo impreso del mismo material suave, en una sola impresión. El equipo, dirigido por el erudito postdoctoral Yichen Zhai en el Grupo de Investigación de Tolley en la Escuela de Ingeniería de UC San Diego Jacobs, adaptó una técnica de impresión 3D que utilizaron anteriormente para construir una pinza sin electrónica. Sus esfuerzos llevaron a la fabricación de un robot de seis patas. “Hemos dado un salto gigante con un robot que camina por sí solo”, dijo Zhai.
Para que los robots se muevan, el equipo creó un circuito oscilante neumático para controlar los movimientos repetidos de los actuadores suaves, similar al mecanismo que impulsó la máquina de vapor de una locomotora. El circuito coordina el movimiento de las seis patas entregando presión de aire en el momento adecuado alternando entre dos conjuntos de tres patas. Las piernas de los robots son capaces de moverse en cuatro grados de libertad: arriba y abajo, hacia adelante y hacia atrás, lo que a su vez permite al robot caminar en línea recta.
Los próximos pasos incluyen encontrar formas de almacenar el gas comprimido dentro de los robots y usar materiales reciclables o biodegradables. Los investigadores también están explorando formas de agregar manipuladores, como las miras, a los robots.
Tolley’s Lab se asoció con la Corporación BASF a través de su Alianza de Investigación de California (CARA) para probar varios materiales blandos que podrían usarse en impresoras 3D estándar. Algunos de los materiales de alta gama que probaron no están disponibles comercialmente, pero los investigadores también imprimieron con éxito los robots con materiales estándar estándar.
Antes de esta publicación, el equipo de investigación completó el robot para caminar en 3D en 2022 y lo mostró en la conferencia de investigación de Gordon sobre robótica de ese año.
Más información: Yichen Zhai et al, Fabricación digital de escritorio monolítico de robots autónomos para caminar, sistemas inteligentes avanzados (2025). Doi: 10.1002/aisy.202400876
Proporcionado por la Universidad de California – San Diego
Cita: los robots sin electrónicos pueden caminar justo al lado de la printer 3D (2025, 25 de marzo) recuperado el 25 de marzo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-03- Electronics free-robots-3dprinter.html
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